JP2017119267A - Catalyst for manufacturing aromatic compound and method for manufacturing aromatic compound - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特定のMFI型ゼオライトを含む芳香族化合物製造触媒及びそれを用いてなる芳香族化合物の製造方法に関するものであり、特に比較的均一なメソ細孔群を有するMFI型ゼオライトを含む生産性・安定性・スイング運転性・長寿命に優れる芳香族化合物製造触媒、それを用いた芳香族化合物の製造方法に関するものである。 The present invention relates to an aromatic compound production catalyst containing a specific MFI type zeolite and a method for producing an aromatic compound using the same, and in particular, production containing an MFI type zeolite having relatively uniform mesopore groups. The present invention relates to an aromatic compound production catalyst having excellent properties, stability, swing driving performance, and long life, and an aromatic compound production method using the same.
MFI型ゼオライトは、ゼオライト構造由来の均一な細孔を利用した高選択性触媒として用いられている。MFI型ゼオライトを触媒として用いた例として、トルエンの不均化(例えば、特許文献1参照。)、キシレンの異性化(例えば、特許文献2参照。)などが挙げられる。 MFI-type zeolite is used as a highly selective catalyst utilizing uniform pores derived from the zeolite structure. Examples of using MFI type zeolite as a catalyst include disproportionation of toluene (for example, see Patent Document 1), isomerization of xylene (for example, see Patent Document 2), and the like.
これらの反応は主に、MFI型ゼオライトのミクロ細孔の特徴を利用したものである。MFI型ゼオライトのミクロ細孔は、入口径がおよそ0.5nmであり、この細孔径に近接した分子径を持つ分子の有効な反応場となると考えられる。 These reactions mainly utilize the micropore characteristics of MFI-type zeolite. The MFI-type zeolite micropore has an inlet diameter of about 0.5 nm and is considered to be an effective reaction field for molecules having a molecular diameter close to the pore diameter.
さらに、ミクロ細孔(2nm未満)よりも大きな細孔、つまりメソ細孔(細孔径2〜50nm)を有するMFI型ゼオライトの研究が行われている(例えば、非特許文献1参照。)。 Furthermore, research on MFI type zeolite having pores larger than micropores (less than 2 nm), that is, mesopores (pore diameter 2 to 50 nm) has been conducted (for example, see Non-Patent Document 1).
そして、工業利用に有望な材料として、10nm以上の均一なメソ細孔を有した、新規MFI型ゼオライト及びその製造方法(例えば特許文献3参照。)が提案され、メソ細孔を有したゼオライトを触媒として利用した例として、超安定Y型ゼオライト(USY)を用いた、減圧軽油の流動接触分解(FCC)(例えば、特許文献4、5参照。)が提案されている。該プロセスでは、重質油を原料とした接触分解反応を進行させることを含むものであるため、重質油相当の大きなサイズの分子が拡散しうる細孔を持つ触媒が望まれる。メソ孔を有したゼオライトを触媒として利用したケースは、かねてより、メソ孔内部の比較的大きな空間を反応場とし、重質油等の比較的大きな分子を原料として用いたものに限られていた。そのため、特に炭素数10以下の比較的小さな分子を原料とした反応において、メソ孔を有したゼオライトを触媒として用いることで、特異的な結果が得られたという報告は僅かである。 As a promising material for industrial use, a novel MFI-type zeolite having uniform mesopores of 10 nm or more and a production method thereof (see, for example, Patent Document 3) have been proposed. As an example used as a catalyst, fluid catalytic cracking (FCC) of vacuum gas oil using ultrastable Y-type zeolite (USY) (for example, see Patent Documents 4 and 5) has been proposed. Since the process includes advancing a catalytic cracking reaction using heavy oil as a raw material, a catalyst having pores capable of diffusing large size molecules equivalent to heavy oil is desired. Cases using mesoporous zeolites as catalysts have been limited to those using relatively large spaces inside mesopores as reaction fields and relatively large molecules such as heavy oil as raw materials. . For this reason, there are few reports that specific results were obtained by using zeolite having mesopores as a catalyst, particularly in reactions using relatively small molecules having 10 or less carbon atoms as raw materials.
ベンゼン、トルエン、キシレン(以下、総称して芳香族化合物と表記する)は、多くの場合、石油精製により得られた原料油(例えば、ナフサなど)を、熱分解反応装置にて分解し、得られた熱分解生成物から芳香族化合物を蒸留または抽出によって分離精製することで得られる。これら製造法による芳香族化合物の製造では、芳香族化合物以外の熱分解生成物として、脂肪族および脂環式炭化水素が含まれる。そのため、芳香族化合物の製造に伴って、脂肪族および脂環式炭化水素が同時に製造されるため、芳香族化合物の生産量は脂肪族および脂環式炭化水素の生産量を見合って調整がなされ、おのずと生産量に限度があるものであった。また、脂肪族または脂環式炭化水素原料を、中細孔径ゼオライトを主に含んだ触媒と約400℃〜約800℃程度の温度で接触させることにより、芳香族化合物を製造することができる(例えば、非特許文献2〜5)。該製造法は、熱分解による芳香族化合物の製造法と比較して、付加価値が低く、余剰な炭化水素原料から芳香族化合物が製造できるといった利点がある。また、これらの芳香族化合物製造に用いられる触媒の開発も行われている。例えば、特許文献6では、パラフィン、オレフィン、ナフテンを含有する炭化水素を原料とした芳香族化合物製造用触媒として、亜鉛飛散量の抑制された亜鉛担持中間細孔径ゼオライト系触媒を提供している。あるいは、特許文献7では、パラフィン、オレフィン、アセチレン系炭化水素、環状パラフィン及び環状オレフィンを原料として用いた芳香族化合物製造に用いられる触媒として、L型ゼオライトに白金及びハロゲン成分を同時に担持させてなる触媒を提供している。あるいは、特許文献8では、構造体の大きさが0.1〜100mmであって、構造体表層部に結晶性多孔質アルミノシリケートが存在し、構造体表層部を除く内部の層に無機支持体が存在する構造体に亜鉛および/またはガリウムが担持したことを特徴とする芳香族化反応用触媒を提供している。その他、特許文献9〜10において、炭化水素を原料とした芳香族化合物製造用触媒が提供されている。 In many cases, benzene, toluene, and xylene (hereinafter collectively referred to as aromatic compounds) are obtained by cracking raw oil (for example, naphtha) obtained by petroleum refining in a thermal decomposition reactor. It is obtained by separating and purifying an aromatic compound from the obtained thermal decomposition product by distillation or extraction. In the production of aromatic compounds by these production methods, aliphatic and alicyclic hydrocarbons are included as thermal decomposition products other than aromatic compounds. Therefore, since the aliphatic and alicyclic hydrocarbons are produced simultaneously with the production of the aromatic compound, the production amount of the aromatic compound is adjusted according to the production amount of the aliphatic and alicyclic hydrocarbons. Naturally, production was limited. Moreover, an aromatic compound can be produced by bringing an aliphatic or alicyclic hydrocarbon raw material into contact with a catalyst mainly containing a medium pore size zeolite at a temperature of about 400 ° C. to about 800 ° C. ( For example, non-patent documents 2 to 5). The production method has an advantage that the aromatic compound can be produced from an excess hydrocarbon raw material, as compared with the production method of the aromatic compound by pyrolysis, which has a low added value. In addition, development of catalysts used for the production of these aromatic compounds has also been carried out. For example, Patent Document 6 provides a zinc-supported intermediate pore size zeolite catalyst in which the amount of scattered zinc is suppressed as a catalyst for producing an aromatic compound using a hydrocarbon containing paraffin, olefin, and naphthene as a raw material. Alternatively, in Patent Document 7, platinum and a halogen component are simultaneously supported on L-type zeolite as a catalyst used in the production of an aromatic compound using paraffin, olefin, acetylene hydrocarbon, cyclic paraffin and cyclic olefin as raw materials. A catalyst is provided. Or in patent document 8, the magnitude | size of a structure is 0.1-100 mm, crystalline porous aluminosilicate exists in a structure surface layer part, and an inorganic support body exists in an internal layer except a structure surface layer part. There is provided a catalyst for aromatization reaction, characterized in that zinc and / or gallium are supported on a structure in which is present. In addition, Patent Documents 9 to 10 provide an aromatic compound production catalyst using a hydrocarbon as a raw material.
これらの触媒反応を用いた芳香族化合物製造法では、製造コストの観点から、触媒寿命(反応開始後の触媒が活性な状態から触媒が失活するまでの時間)が問題となる。そこで、比較的小さな分子(特に炭素数が10以下)である炭化水素原料から芳香族化合物を選択的に、かつ、長時間にわたって安定的に製造する方法は、非常に有意義なものである。 In the aromatic compound production method using these catalytic reactions, from the viewpoint of production cost, the catalyst life (the time from when the catalyst is activated until the catalyst is deactivated after the reaction is started) becomes a problem. Therefore, a method for selectively producing an aromatic compound from a hydrocarbon raw material having a relatively small molecule (particularly having 10 or less carbon atoms) stably over a long period of time is very significant.
本発明の目的は、比較的小さな分子(特に炭素数が10以下)である炭化水素原料から芳香族化合物を選択的に、かつ、長時間にわたって安定的に製造することが可能となる新規な芳香族化合物製造触媒及びそれを用いた芳香族化合物の製造方法を提供するものである。 An object of the present invention is to provide a novel fragrance capable of selectively producing an aromatic compound stably from a hydrocarbon raw material having a relatively small molecule (particularly having 10 or less carbon atoms) over a long period of time. An aromatic compound production catalyst and a method for producing an aromatic compound using the same are provided.
本発明者は、上記の課題を解決するため鋭意検討を行った結果、特定のMFI型ゼオライトを含む芳香族化合物製造触媒が、選択的に、かつ、長時間にわたって安定的に芳香族化合物を製造することが可能となる触媒となりうることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has produced an aromatic compound selectively and stably over a long period of time by using an aromatic compound production catalyst containing a specific MFI type zeolite. As a result, the present inventors have found that the catalyst can be made, and have completed the present invention.
即ち、本発明は、下記(i)〜(iii)に示す特性を満足するMFI型ゼオライトを含むことを特徴とする芳香族化合物製造触媒、及び、それに、炭素数2〜6のオレフィンからなる群のうち少なくとも1つを含む低級オレフィンを接触し、芳香族化合物とすることを特徴とする芳香族化合物の製造方法に関するものである。
(i)メソ細孔分布曲線がピークを有するものであり、該ピークの半値幅(hw)がhw≦20nm、該ピークの中心値(μ)が10nm≦μ≦20nmであり、該ピークに相当するメソ細孔のメソ細孔容積(pv)が0.05ml/g≦pvであるメソ細孔群を有する。
(ii)回折角を2θとした粉末X線回折測定において0.1〜3度の範囲にピークを有さない。
(iii)平均粒子径(PD)がPD≦100nmである。
That is, the present invention includes an aromatic compound production catalyst comprising an MFI-type zeolite that satisfies the following properties (i) to (iii), and a group consisting of olefins having 2 to 6 carbon atoms: It is related with the manufacturing method of the aromatic compound characterized by contacting the lower olefin containing at least 1 among these, and making it an aromatic compound.
(I) The mesopore distribution curve has a peak, the half width (hw) of the peak is hw ≦ 20 nm, and the central value (μ) of the peak is 10 nm ≦ μ ≦ 20 nm, which corresponds to the peak The mesopore volume (pv) of the mesopores is 0.05 ml / g ≦ pv.
(Ii) No powder has a peak in the range of 0.1 to 3 degrees in powder X-ray diffraction measurement with a diffraction angle of 2θ.
(Iii) The average particle size (PD) is PD ≦ 100 nm.
以下に、本発明について詳細に説明する。 The present invention is described in detail below.
本発明の芳香族化合物製造触媒は、特定のMFI型ゼオライトを含んでなるものであり、特定のMFI型ゼオライトを含んでなることにより、芳香族化合物を選択的に、かつ、長時間にわたって安定的に製造することが可能な触媒となるものである。 The aromatic compound production catalyst of the present invention comprises a specific MFI-type zeolite. By containing a specific MFI-type zeolite, the aromatic compound can be selectively and stably stable over a long period of time. It becomes a catalyst that can be produced in a simple manner.
本発明の芳香族化合物製造触媒を構成するMFI型ゼオライトは、上記(i)〜(iii)に示す特性を満足するものであり、MFI型ゼオライトとしては、国際ゼオライト学会で定義される構造コードMFIに属するアルミノシリケート化合物を示すものである。また、本発明でいうメソ細孔とは、IUPACで定義されたメソ細孔であり、細孔直径が2〜50nmの範囲の細孔を示すものである。そして、メソ細孔は、液体窒素温度における一般的な窒素吸着法により測定することができる。また、窒素吸着法で得られた測定結果を解析することにより、メソ細孔の細孔容積の値を得ることができる。その解析には、例えば以下の方法を使用することができる。 The MFI type zeolite constituting the aromatic compound production catalyst of the present invention satisfies the characteristics shown in the above (i) to (iii), and the MFI type zeolite has a structure code MFI defined by the International Zeolite Society. It shows the aluminosilicate compound which belongs to. The mesopores referred to in the present invention are mesopores defined by IUPAC, and indicate pores having a pore diameter in the range of 2 to 50 nm. The mesopores can be measured by a general nitrogen adsorption method at a liquid nitrogen temperature. Further, by analyzing the measurement result obtained by the nitrogen adsorption method, the value of the pore volume of the mesopores can be obtained. For the analysis, for example, the following method can be used.
具体的には、Barret−Joyner−Halenda法(Journal of the American Chemical Society、1951年、頁373〜380)で脱着過程を解析する方法を挙げることができ、例えば、細孔直径が2nm以上50nm以下に相当する範囲の窒素ガス脱着量を積算することにより、メソ細孔に属する細孔の全細孔容積の値を得ることができる。 Specific examples include a method of analyzing the desorption process by the Barret-Joyner-Halenda method (Journal of the American Chemical Society, 1951, pages 373-380). For example, the pore diameter is 2 nm to 50 nm. By accumulating the nitrogen gas desorption amount in a range corresponding to the above, the value of the total pore volume of the pores belonging to the mesopores can be obtained.
また、最初に、縦軸が単位質量当りの窒素脱着量V/m(mL/g)、横軸がメソ細孔直径D(nm)とする累積曲線を得てから、縦軸をメソ細孔からの窒素ガス脱着量のメソ細孔直径値での微分値(d(V/m)/d(D))とすることにより、メソ細孔直径における単位質量当りの窒素脱着量の増加分のピークを得ることができる。 First, after obtaining a cumulative curve in which the vertical axis represents nitrogen desorption amount per unit mass V / m (mL / g) and the horizontal axis represents mesopore diameter D (nm), the vertical axis represents mesopores. Of the desorption amount of nitrogen gas from the mesopore diameter value (d (V / m) / d (D)), the increase in the nitrogen desorption amount per unit mass in the mesopore diameter A peak can be obtained.
本発明の芳香族化合物製造触媒は、細孔直径がほぼ均一なメソ細孔群を有するMFI型ゼオライトを含んでなるものであり、本発明においては、細孔直径がほぼ均一であるメソ細孔群を均一メソ細孔と称する場合もある。そして、具体的には、均一メソ細孔とは、細孔分布曲線におけるメソ細孔に係るピークの内、最大のピークをガウス関数で近似し、そのガウス関数の中心値(μ)から標準偏差の2倍(2σ)の範囲(μ±2σ)内の細孔直径を有するメソ細孔をいう。また、均一メソ細孔の細孔容積は、μ±2σの範囲の窒素ガス脱着量を積算することにより求めることができる。 The aromatic compound production catalyst of the present invention comprises an MFI type zeolite having a mesopore group having a substantially uniform pore diameter. In the present invention, the mesopores having a substantially uniform pore diameter are included. Groups may be referred to as uniform mesopores. Specifically, the uniform mesopore is a standard deviation from the center value (μ) of the Gaussian function that approximates the maximum peak of the mesopores in the pore distribution curve with a Gaussian function. Is a mesopore having a pore diameter in the range (μ ± 2σ) of twice (2σ). The pore volume of uniform mesopores can be determined by integrating the nitrogen gas desorption amount in the range of μ ± 2σ.
そして、本発明の芳香族化合物製造触媒は、ほぼ均一なメソ細孔群を有するMFI型ゼオライトの中でも、(i)メソ細孔分布曲線がピークを有するものであり、該ピークの半値幅(hw)がhw≦20nm、該ピークの中心値(μ)が10nm≦μ≦20nmであり、該ピークに相当するメソ細孔のメソ細孔容積(pv)がpv≧0.05ml/gである、より均一なメソ細孔群を有するMFI型ゼオライトを含んでなるものである。 The aromatic compound production catalyst of the present invention has (i) a mesopore distribution curve having a peak among MFI-type zeolites having a substantially uniform mesopore group, and the half width (hw) of the peak. ) Is hw ≦ 20 nm, the center value (μ) of the peak is 10 nm ≦ μ ≦ 20 nm, and the mesopore volume (pv) of the mesopores corresponding to the peak is pv ≧ 0.05 ml / g. It comprises MFI-type zeolite having a more uniform mesopore group.
本発明の芳香族化合物製造触媒は、メソ細孔の細孔分布曲線がピークを有し、該ピークがhw≦20nm以下のMFI型ゼオライトという細孔直径の大きさのバラつきの小さなほぼ均一なメソ細孔群を有するMFI型ゼオライトを含んでなることにより、反応選択性に優れるものとなり、その効果はhw≦15nmであることにより、より顕著な好ましいものとなる。そして、hwの下限としては特に設定するものではないが、より反応選択性に優れるものとなることから1nm以上のものであることが好ましい。なお、hw>20nmである場合、反応選択性に劣るものとなる。また、該ピークをガウス関数近似した際の中心値(μ)が10nm≦μ≦20nmのMFI型ゼオライトを含むことにより、より大きいサイズの分子をも選択的に反応することが可能となり、優れた芳香族化合物製造触媒となるものである。さらに、pv≧0.05ml/gであることにより、長寿命の触媒となるものであり、0.05ml/g≦pv≦0.70ml/gであることが好ましく、特に0.10ml/g≦pv≦0.7ml/gであることが好ましく、更に0.20ml/g≦pv≦0.5ml/gであることが好ましい。ここで、pv<0.05ml/gである場合、反応時に副生するコーク等の蓄積により細孔が閉塞しやすいものとなり触媒寿命に劣るものとなる。 The aromatic compound production catalyst of the present invention has a peak in the pore distribution curve of mesopores, and the peak is an almost uniform meso with small variation in pore diameter of MFI-type zeolite having hw ≦ 20 nm or less. By including the MFI-type zeolite having the pore group, the reaction selectivity becomes excellent, and the effect becomes more markedly favorable by hw ≦ 15 nm. And although it does not set in particular as a minimum of hw, since it becomes what is more excellent in reaction selectivity, it is preferable that it is 1 nm or more. In addition, when hw> 20 nm, the reaction selectivity is poor. In addition, by including an MFI type zeolite having a center value (μ) of approximating the Gaussian function of the peak of 10 nm ≦ μ ≦ 20 nm, it becomes possible to selectively react even with larger size molecules. It becomes an aromatic compound production catalyst. Furthermore, when pv ≧ 0.05 ml / g, the catalyst becomes a long-life catalyst, and preferably 0.05 ml / g ≦ pv ≦ 0.70 ml / g, particularly 0.10 ml / g ≦ It is preferable that pv ≦ 0.7 ml / g, and further preferably 0.20 ml / g ≦ pv ≦ 0.5 ml / g. Here, when pv <0.05 ml / g, the pores are likely to be clogged due to accumulation of coke or the like by-produced during the reaction, resulting in poor catalyst life.
また、本発明の芳香族化合物製造触媒に含まれるMFI型ゼオライトは、特に選択的な反応を可能とする触媒となることから、上記(i)に示されるpvの全細孔容積に占める割合(pvr)が、30%≦pvr≦100%であることが好ましく、更に40%≦pvr≦100%であることが好ましい。 Moreover, since the MFI type zeolite contained in the aromatic compound production catalyst of the present invention is a catalyst that enables a particularly selective reaction, the proportion of pv in the total pore volume shown in (i) above ( pvr) is preferably 30% ≦ pvr ≦ 100%, more preferably 40% ≦ pvr ≦ 100%.
本発明の芳香族化合物製造触媒に含まれるMFI型ゼオライトは、(ii)回折角を2θとした紛体X線回折測定において0.1〜3度の範囲にピークを有さないものである。このことは、メソ細孔間の配置には規則性がないこと、メソ細孔間を区切る壁も存在しないことを示すものであり、触媒とした際にはメソ細孔間の物質移動が容易になることから反応効率に優れる芳香族化合物製造触媒となるものである。 The MFI type zeolite contained in the aromatic compound production catalyst of the present invention does not have a peak in the range of 0.1 to 3 degrees in (ii) powder X-ray diffraction measurement with a diffraction angle of 2θ. This indicates that there is no regularity in the arrangement between mesopores and that there is no wall separating mesopores, and mass transfer between mesopores is easy when a catalyst is used. Therefore, it becomes an aromatic compound production catalyst having excellent reaction efficiency.
本発明の芳香族化合物製造触媒に含まれるMFI型ゼオライトは、(iii)PD≦100nmのものであり、特に耐熱性にも優れる芳香族化合物製造触媒となることから、3nm≦PDであることが好ましく、更に5nm≦PDであることが好ましい。ここで、PD>100nmのゼオライトである場合、ほぼ均一なメソ細孔群が形成されなく、選択性におとるものとなる。なお、PDは、例えば外表面積から以下の式(1)を用いて算出して求めることができる。
PD=6/S(1/2.29×106+0.18×10−6) (1)
(ここで、Sは外表面積(m2/g)を示すものである。)
また、式(1)における外表面積(S(m2/g))は、液体窒素温度における一般的な窒素吸着法を用い、t−plot法から求めることができる。例えば、tを吸着量の厚みとするときに、tについて0.6〜1nmの範囲の測定点を直線近似し、得られた回帰直線の傾きから外表面積を求める方法である。
The MFI-type zeolite contained in the aromatic compound production catalyst of the present invention is (iii) PD ≦ 100 nm, and since it becomes an aromatic compound production catalyst particularly excellent in heat resistance, 3 nm ≦ PD. Preferably, 5 nm ≦ PD is more preferable. Here, in the case of a zeolite of PD> 100 nm, almost uniform mesopore groups are not formed, and selectivity is achieved. In addition, PD can be calculated | required, for example using the following formula | equation (1) from an external surface area.
PD = 6 / S (1 / 2.29 × 10 6 + 0.18 × 10 −6 ) (1)
(Here, S represents the outer surface area (m 2 / g).)
Further, the outer surface area (S (m 2 / g)) in the formula (1) can be obtained from the t-plot method using a general nitrogen adsorption method at a liquid nitrogen temperature. For example, when t is the thickness of the adsorption amount, a measurement method in the range of 0.6 to 1 nm for t is linearly approximated, and the outer surface area is obtained from the slope of the obtained regression line.
なお、MFI型ゼオライトの粒子径を測定する別の方法としては、例えば走査型電子顕微鏡(SEM)や透過型電子顕微鏡(TEM)の写真から任意の粒子を10個以上選んで、その表面積平均直径を求める方法を挙げることができる。 In addition, as another method for measuring the particle diameter of MFI-type zeolite, for example, 10 or more arbitrary particles are selected from a photograph of a scanning electron microscope (SEM) or a transmission electron microscope (TEM), and the surface area average diameter is selected. Can be mentioned.
本願発明の芳香族化合物製造触媒に含まれるMFI型ゼオライトは、そのSiO2/Al2O3(モル比)は制限されるものではなく、その中でも耐熱性、反応選択性、生産性に優れる触媒となることから、SiO2/Al2O3(モル比)が20以上200以下であることが好ましい。 The MFI type zeolite contained in the aromatic compound production catalyst of the present invention is not limited in its SiO 2 / Al 2 O 3 (molar ratio), and among them, a catalyst excellent in heat resistance, reaction selectivity, and productivity Therefore, the SiO 2 / Al 2 O 3 (molar ratio) is preferably 20 or more and 200 or less.
本発明の芳香族化合物製造触媒に含まれるMFI型ゼオライトとしては、反応選択性、生産性に優れる触媒となることから、細孔内にテトラプロピルアンモニウム塩の様な構造指向剤を含まないものであることが好ましい。 Since the MFI type zeolite contained in the aromatic compound production catalyst of the present invention is a catalyst excellent in reaction selectivity and productivity, it does not contain a structure directing agent such as tetrapropylammonium salt in the pores. Preferably there is.
該MFI型ゼオライトを本発明の芳香族化合物製造触媒として用いる際の形態としては、制限されるものではなく、例えば合成されたMFI型ゼオライト粉末をそのまま触媒として用いること、圧縮成型を行い特定の形状物として用いること、バインダー等と混合し成形を行い特定の形状物として用いること、等のいずれの形態として用いることも可能である。 The form of using the MFI-type zeolite as the aromatic compound production catalyst of the present invention is not limited. For example, the synthesized MFI-type zeolite powder is used as a catalyst as it is, or a specific shape is formed by compression molding. It can be used in any form, such as being used as a product, mixed with a binder or the like, molded and used as a specific shape.
本発明の芳香族化合物製造触媒は、該MFI型ゼオライトを含んでなることにより、反応選択性、生産性等の効率に優れる芳香族化合物製造触媒となるものであり、例えば炭素数2〜6の炭化水素と接触することにより、効率よく芳香族化合物を製造することを可能とするものである。その際の炭素数2〜6の炭化水素としてはその範疇に属するものであれば如何なるものを挙げることができ、例えば飽和炭化水素、不飽和炭化水素、脂環式炭化水素、それらの混合物等を挙げることができ、より具体的には、エタン、エチレン、プロパン、プロピレン、シクロプロパン、n−ブタン、イソブタン、1−ブテン、2−ブテン、イソブテン、ブタジエン、シクロブテン、シクロブタン、n−ペンタン、1−ペンタン、2−ペンタン、1−ペンテン、2−ペンテン、3−ペンテン、n−ヘキサン、1−ヘキサン、2−ヘキサン、1−ヘキセン、2−ヘキセン、3−ヘキセン、ヘキサジエン、シクロヘキサン及びそれらの混合物等を挙げることができる。 The aromatic compound production catalyst of the present invention is an aromatic compound production catalyst having excellent efficiency such as reaction selectivity and productivity by including the MFI-type zeolite. An aromatic compound can be efficiently produced by contacting with a hydrocarbon. In this case, the hydrocarbon having 2 to 6 carbon atoms may be any hydrocarbon as long as it belongs to the category, for example, saturated hydrocarbon, unsaturated hydrocarbon, alicyclic hydrocarbon, a mixture thereof, and the like. More specifically, ethane, ethylene, propane, propylene, cyclopropane, n-butane, isobutane, 1-butene, 2-butene, isobutene, butadiene, cyclobutene, cyclobutane, n-pentane, 1- Pentane, 2-pentane, 1-pentene, 2-pentene, 3-pentene, n-hexane, 1-hexane, 2-hexane, 1-hexene, 2-hexene, 3-hexene, hexadiene, cyclohexane and mixtures thereof Can be mentioned.
そして、本発明の芳香族化合物製造触媒は、該MFI型ゼオライトを含んでなることにより、反応選択性、生産性等の効率に優れる芳香族化合物製造触媒となるものであり、例えば炭素数2〜6のオレフィンからなる群のうち少なくとも1つの低級オレフィンと接触することにより、効率よく芳香族化合物を製造することを可能とするものである。その際のオレフィンとしては、例えばエチレン、プロピレン、1−ブテン、2−ブテン、イソブテン、1−ペンテン、2−ペンテン、3−ペンテン、1−ヘキセン、2−ヘキセン、3−ヘキセン及びそれらの混合物等を挙げることができる。 And the aromatic compound manufacturing catalyst of this invention becomes an aromatic compound manufacturing catalyst excellent in efficiency, such as reaction selectivity and productivity, by including this MFI type zeolite, An aromatic compound can be efficiently produced by contacting with at least one lower olefin of the group consisting of 6 olefins. Examples of the olefin at that time include ethylene, propylene, 1-butene, 2-butene, isobutene, 1-pentene, 2-pentene, 3-pentene, 1-hexene, 2-hexene, 3-hexene, and mixtures thereof. Can be mentioned.
また、炭素数4の炭化水素混合物と該MFI型ゼオライトを含んでなる触媒とを接触することにより、反応選択性、生産性等の効率に優れる芳香族化合物の製造方法となるものであり、炭素数4の炭化水素混合物としては、例えばナフサ等の石油類の分解留分の内、C4留分等として称されるものを挙げることができ、より具体的には、n−ブタン、イソブタン、1−ブテン、2−ブテン、イソブテン、ブタジエン、シクロブテン、シクロブタン等からなる混合物等を挙げることができる。 Further, by contacting a hydrocarbon mixture having 4 carbon atoms with a catalyst comprising the MFI-type zeolite, a method for producing an aromatic compound having excellent efficiency such as reaction selectivity and productivity is obtained. Examples of the hydrocarbon mixture of number 4 include those called as C4 fractions among the cracked fractions of petroleum such as naphtha. More specifically, n-butane, isobutane, 1 Examples thereof include a mixture comprising -butene, 2-butene, isobutene, butadiene, cyclobutene, cyclobutane and the like.
炭素数6の炭化水素混合物と該MFI型ゼオライトを含んでなる触媒とを接触することにより、反応選択性、生産性等の効率に優れる芳香族化合物の製造方法となるものであり、炭素数6の炭化水素混合物としては、例えばナフサ等の石油類の分解留分の内、C6留分等として称されるものを挙げることができ、より具体的には。n−ヘキサン、1−ヘキセン、2−ヘキセン、ヘキサジエン、シクロヘキサン等からなる混合物等を挙げることができる。 By contacting a hydrocarbon mixture having 6 carbon atoms with a catalyst comprising the MFI-type zeolite, a method for producing an aromatic compound having excellent efficiency such as reaction selectivity and productivity is obtained. As the hydrocarbon mixture, there can be mentioned, for example, what is referred to as a C6 fraction among the cracked fractions of petroleum such as naphtha. Examples thereof include a mixture of n-hexane, 1-hexene, 2-hexene, hexadiene, cyclohexane and the like.
さらに、本発明の芳香族化合物製造触媒は、該MFI型ゼオライトを含んでなることにより、反応選択性、生産性等の効率に優れる転化触媒となるものであり、例えば炭素数2〜6の飽和脂肪族炭化水素又は脂環式炭化水素と接触することにより、効率よく芳香族化合物を製造することを可能とするものである。その際の飽和脂肪族炭化水素又は脂環式炭化水素としては、例えばエタン、プロパン、ブタン、イソブタン、ペンタン、ヘキサン、シクロプロパン、シクロブタン、シクロヘキサン及びそれらの混合物等を挙げることができる。 Furthermore, the aromatic compound production catalyst of the present invention is a conversion catalyst having excellent efficiency such as reaction selectivity and productivity by including the MFI-type zeolite. An aromatic compound can be efficiently produced by contacting with an aliphatic hydrocarbon or an alicyclic hydrocarbon. Examples of the saturated aliphatic hydrocarbon or alicyclic hydrocarbon at that time include ethane, propane, butane, isobutane, pentane, hexane, cyclopropane, cyclobutane, cyclohexane, and mixtures thereof.
そして、その際の実施形態である反応において、反応温度は特に限定されるものではなく、芳香族化合物の製造が可能であればよく、中でも、オレフィン又はアルカンの生成を抑制し、必要以上の耐熱反応装置を要しない芳香族化合物の効率的な反応となることから400〜800℃の範囲が望ましい。また、反応圧力にも制限はなく、例えば0.05MPa〜5MPa程度の圧力範囲で運転が可能である。そして、本発明の芳香族化合物製造触媒に対する反応原料であるオレフィンの供給は、触媒体積に対し原料ガスの体積の比として特に制限されるものではなく、例えば1h−1〜50000h−1程度の空間速度を挙げることができる。オレフィンを原料ガスとして供給する際には、該オレフィンの単一ガス、混合ガス、およびこれらを窒素等の不活性ガス、水素、一酸化炭素、二酸化炭素から選ばれる単一または混合ガスにより希釈したものとして用いることもできる。 In the reaction that is an embodiment at that time, the reaction temperature is not particularly limited as long as an aromatic compound can be produced. Among them, the production of olefin or alkane is suppressed, and heat resistance more than necessary is required. The range of 400 to 800 ° C. is desirable because an efficient reaction of an aromatic compound that does not require a reaction apparatus. Moreover, there is no restriction | limiting also in reaction pressure, For example, it can drive | operate in the pressure range of about 0.05 MPa-5 MPa. Then, the supply of olefin and the reaction raw material to the aromatic compound production catalyst of the present invention is not particularly limited as the ratio of the volume of raw material gas to catalyst volume, for example, the space of about 1h -1 ~50000h -1 Speed can be mentioned. When supplying olefin as a raw material gas, the olefin is diluted with a single gas or a mixed gas selected from an inert gas such as nitrogen, hydrogen, carbon monoxide, and carbon dioxide. It can also be used as a thing.
その反応形式として制限はなく、例えば固定床、輸送床、流動床、移動床、多管式反応器のみならず連続流式および間欠流式並びにスイング式反応器、等を用いることができる。そして、特に効率的な芳香族化合物の製造方法となることからスイング式反応器による反応形式であることが好ましい。そして、本願発明の芳香族化合物製造触媒は、芳香族化合物の製造効率に優れると共に、長い触媒寿命及び耐再生性に優れることからスイング運転用の触媒であることが好ましい。 There is no restriction | limiting as the reaction format, For example, not only a fixed bed, a transport bed, a fluidized bed, a moving bed, a multitubular reactor but a continuous flow type, an intermittent flow type, a swing type reactor, etc. can be used. And since it becomes an especially efficient manufacturing method of an aromatic compound, it is preferable that it is the reaction format by a swing type reactor. The aromatic compound production catalyst of the present invention is preferably a catalyst for swing operation because of excellent production efficiency of the aromatic compound and long catalyst life and regeneration resistance.
また、製造される芳香族化合物としては、芳香族化合物と称される範疇に属するものであれば特に制限はなく、例えばベンゼン、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン、エチルベンゼン、プロピルベンゼン、ブチルベンゼン、ナフタレン、メチルナフタレン等を挙げることができ、特に、ベンゼン、トルエン、キシレンであることが好ましい。 In addition, the aromatic compound to be produced is not particularly limited as long as it belongs to the category called aromatic compound, for example, benzene, toluene, xylene, trimethylbenzene, ethylbenzene, propylbenzene, butylbenzene, naphthalene, Examples thereof include methylnaphthalene, and benzene, toluene, and xylene are particularly preferable.
本発明は、特定のMFI型ゼオライトを含む芳香族化合物製造触媒に関するものであり、特にオレフィン、飽和脂肪族炭化水素、脂環族炭化水素から芳香族化合物を製造する際に、特異的に長い触媒寿命を得ることができ、スイング運転に適した芳香族化合物製造触媒およびそれを用いた芳香族化合物の製造方法を提供するものであり、工業的にも非常に有用なものである。 The present invention relates to an aromatic compound production catalyst containing a specific MFI-type zeolite, and in particular, when producing an aromatic compound from an olefin, a saturated aliphatic hydrocarbon, and an alicyclic hydrocarbon, a specifically long catalyst The present invention provides an aromatic compound production catalyst suitable for swing operation and a method for producing an aromatic compound using the same, and is very useful industrially.
以下に、本発明を実施例により具体的に説明する。
なお、実施例により用いたMFI型ゼオライト、芳香族化合物製造触媒は以下の方法により測定・定義した。
Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples.
The MFI type zeolite and aromatic compound production catalyst used in the examples were measured and defined by the following methods.
〜細孔分布、細孔直径、及び外表面積の測定〜
ゼオライトの細孔分布、及び、細孔直径は窒素吸着測定により測定した。
-Measurement of pore distribution, pore diameter, and outer surface area-
The pore distribution and pore diameter of the zeolite were measured by nitrogen adsorption measurement.
その際の窒素吸着測定としては、窒素吸着装置((商品名)OMNISORP360CX,BeckmanCoulter社製)を用い、吸脱着とも30torr/stepの条件で測定した。外表面積は、t−plot法により、吸着層の厚み(t=0.6〜1.0nm)の範囲を直線近似して求めた。 Nitrogen adsorption measurement at that time was performed using a nitrogen adsorption device ((trade name) OMISORP 360CX, manufactured by Beckman Coulter) under both conditions of 30 torr / step. The outer surface area was obtained by linearly approximating the range of the adsorption layer thickness (t = 0.6 to 1.0 nm) by the t-plot method.
そして、窒素吸着測定の脱着過程をBarret−Joyner−Halenda法(Journal of the American Chemical Society、1951年、頁373〜380)にて解析し、横軸が細孔直径の常数、縦軸が窒素ガスの脱着量の微分値であるメソ細孔の細孔分布曲線を得た。メソ細孔の全細孔容積は、2nm以上50nm以下の範囲の窒素ガス脱着量を積算することにより求めた。 Then, the desorption process of nitrogen adsorption measurement was analyzed by the Barret-Joyner-Halenda method (Journal of the American Chemical Society, 1951, pages 373-380), the horizontal axis is the pore diameter constant, and the vertical axis is nitrogen gas. A pore distribution curve of mesopores, which is a differential value of the desorption amount of, was obtained. The total pore volume of the mesopores was determined by integrating nitrogen gas desorption amounts in the range of 2 nm to 50 nm.
そして、メソ細孔からの窒素ガス脱着量のメソ細孔直径値での微分値(d(V/m)/d(D))のピークの内、最大のピークをガウス関数の強度近似で解析し、そのガウス関数の中心値(μ)から標準偏差の2倍(2σ)の範囲(=μ±2σ)内の直径を有するメソ細孔を均一メソ細孔と定義した。均一メソ細孔の細孔容積は、中心値(μ)を基準として±2σの範囲の窒素ガス脱着量を積算して求めた。 And, the peak of the differential value (d (V / m) / d (D)) of the mesopore diameter value of the nitrogen gas desorption amount from the mesopores is analyzed by intensity approximation of Gaussian function. A mesopore having a diameter within the range (= μ ± 2σ) of the standard value (μ) of the Gaussian function and twice the standard deviation (2σ) was defined as a uniform mesopore. The pore volume of the uniform mesopores was determined by integrating the nitrogen gas desorption amount in the range of ± 2σ with the center value (μ) as a reference.
〜平均粒子径の測定〜
外表面積から前記の式(1)を用いて平均粒子径を算出した。式(1)中、Sは外表面積(m2/g)であり、PDは平均粒子径(m)である。式(1)における外表面積(S(m2/g))は、液体窒素温度における窒素吸着法によりt−plot法から求めた。
~ Measurement of average particle diameter ~
The average particle diameter was calculated from the outer surface area using the above formula (1). In formula (1), S is an external surface area (m 2 / g), and PD is an average particle diameter (m). The outer surface area (S (m 2 / g)) in the formula (1) was determined from the t-plot method by the nitrogen adsorption method at the liquid nitrogen temperature.
〜SiO2/Al2O3モル比の測定〜
ゼオライトのSiO2/Al2O3モル比は、MFI型ゼオライトをフッ酸と硝酸の混合水溶液で溶解し、これを一般的なICP装置((商品名)OPTIMA3300DV,PerkinElmer社製)による誘導結合プラズマ発光分光分析(ICP−AES)で測定し、求めた。
-Measurement of SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio-
The SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of zeolite is such that MFI type zeolite is dissolved in a mixed aqueous solution of hydrofluoric acid and nitric acid, and this is inductively coupled plasma by a general ICP apparatus ((trade name) OPTIMA3300DV, manufactured by PerkinElmer). It measured and calculated | required by the emission spectral analysis (ICP-AES).
〜凝集径の測定〜
凝集径として、動的散乱法によって凝集粒子径の体積平均径(D50)を測定した。測定には(商品名)マイクロトラックHRA(Model9320−x100)(日機装製)を用いた。測定において粒子屈折率は1.66、粒子の設定は透明非球状粒子、溶媒の液体屈折率は1.33とした。
-Measurement of agglomerated diameter-
As aggregate diameter was measured volume average diameter of the aggregate particle diameter (D 50) by a dynamic scattering method. (Trade name) Microtrac HRA (Model 9320-x100) (manufactured by Nikkiso) was used for the measurement. In the measurement, the particle refractive index was 1.66, the setting of the particles was transparent non-spherical particles, and the liquid refractive index of the solvent was 1.33.
〜粉末X線回折の測定〜
X線回折測定装置(スペクトリス社製、(商品名)X’pert PRO MPD)を用い、管電圧45kV、管電流40mAとしてCuKα1を用いて、大気中において測定した。0.04〜5度の範囲を0.08度/ステップ、200秒/ステップで分析した。また、ダイレクトビームの吸収率で補正したバックグラウンドを除去している。
~ Measurement of powder X-ray diffraction ~
Using an X-ray diffractometer (Spectris Co., Ltd., (trade name) X'pert PRO MPD), a tube voltage of 45 kV and a tube current of 40 mA were used in the atmosphere using CuKα1. The range of 0.04-5 degrees was analyzed at 0.08 degrees / step, 200 seconds / step. In addition, the background corrected by the absorptance of the direct beam is removed.
ピークの有無の確認は目視で行うことができるほか、ピークサーチプログラムを利用してもよい。ピークサーチプログラムは、一般的なプログラムが利用できる。例えば、横軸が2θ(度)、縦軸が強度(a.u.)の測定結果をSAVITSKY&GOLAYの式とSliding Polynomialフィルターで平滑化した後、2次微分を行ったときに、3点以上連続する負の値がある場合、ピークが存在すると判断した。 The presence or absence of a peak can be confirmed visually, or a peak search program may be used. A general program can be used as the peak search program. For example, when the horizontal axis is 2θ (degrees) and the vertical axis is intensity (au), the measurement results are smoothed with the SAVITSKY & GOLAI equation and the sliding polynomial filter, and then subjected to second order differentiation, three or more points are continuous. If there is a negative value, it was judged that a peak was present.
〜芳香族化合物製造装置及びその製造方法〜
実施例により得られた芳香族化合物製造触媒は、以下の方法により芳香族化合物の製造を行い、その評価を行った。
-Aromatic compound production apparatus and production method thereof-
The aromatic compound production catalysts obtained in the examples were produced by the following method and evaluated.
ステンレス製反応管(内径16mm、長さ600mm)を用いた固定床気相流通式反応装置を2本並列で接続したスイング式反応器を用いた。2本のステンレス製反応管のそれぞれの中段に、芳香族化合物製造触媒を充填し、乾燥空気流通下での加熱前処理を行ったのち、2本の反応装置に対して、所定時間ごとに切り替え運転を行い、交互に原料ガスをフィードした。片方の反応装置(反応側)で原料ガスを供給し反応している間に、他方の反応装置(再生側)で空気ガスを流通し、コーク燃焼による芳香族化合物製造触媒の再生を行った。なお、スイング式反応器の装置条件および運転条件は、本実施例記載の条件に限定されるものではなく、適宜選択可能である。そして、加熱はセラミック製管状炉を用い、触媒層の温度を制御した。反応出口ガスおよび反応液を採取し、ガスクロマトグラフを用い、ガス成分および液成分を個別に分析した。ガス成分は、TCD検出器を備えたガスクロマトグラフ(島津製作所製、(商品名)GC−1700)を用いて分析した。充填剤は、Waters社製PorapakQ(商品名)またはGLサイエンス社製MS−5A(商品名)を用いた。液成分は、FID検出器を備えたガスクロマトグラフ(島津製作所製、(商品名)GC−2015)を用いて分析した。分離カラムは、キャピラリーカラム(GLサイエンス社製、(商品名)TC−1)を用いた。 A swing type reactor in which two fixed bed gas phase flow reactors using stainless steel reaction tubes (inner diameter 16 mm, length 600 mm) were connected in parallel was used. After filling the middle stage of each of the two stainless steel reaction tubes with an aromatic compound production catalyst and performing pre-heating treatment under dry air flow, the two reactors are switched at predetermined intervals. The operation was performed and the raw material gas was fed alternately. While the raw material gas was supplied and reacted in one reactor (reaction side), air gas was circulated in the other reactor (regeneration side) to regenerate the aromatic compound production catalyst by coke combustion. The apparatus conditions and operating conditions of the swing reactor are not limited to those described in this example, and can be selected as appropriate. And heating used the ceramic tube furnace, and controlled the temperature of the catalyst layer. The reaction outlet gas and the reaction liquid were collected, and the gas component and the liquid component were individually analyzed using a gas chromatograph. The gas component was analyzed using a gas chromatograph (manufactured by Shimadzu Corporation, (trade name) GC-1700) equipped with a TCD detector. As the filler, PorapakQ (trade name) manufactured by Waters or MS-5A (trade name) manufactured by GL Science was used. The liquid component was analyzed using a gas chromatograph (manufactured by Shimadzu Corporation, (trade name) GC-2015) equipped with an FID detector. A capillary column (manufactured by GL Sciences, (trade name) TC-1) was used as the separation column.
反応条件は下記のように設定した。 The reaction conditions were set as follows.
(芳香族化合物製造条件)
触媒温度:600℃。
流通ガス:原料ガス50mol%+窒素50mol%の混合ガス、100ml/分。
触媒体積に対する原料ガスの体積の比:1000/時間。
触媒重量:1.5g。
触媒形状:MFI型ゼオライト粉末を400kgf/cm2で1分間成型した後に粉砕し、約1mmのペレット形状とした。
反応圧力:0.1MPa。
(Aromatic compound production conditions)
Catalyst temperature: 600 ° C.
Flowing gas: mixed gas of raw material gas 50 mol% + nitrogen 50 mol%, 100 ml / min.
Ratio of raw material gas volume to catalyst volume: 1000 / hour.
Catalyst weight: 1.5 g.
Catalyst shape: MFI-type zeolite powder was molded at 400 kgf / cm 2 for 1 minute and then pulverized to give a pellet shape of about 1 mm.
Reaction pressure: 0.1 MPa.
(スイング運転時の触媒再生条件および空気パージ条件)
触媒温度:600℃。
流通ガス:空気50ml/分。
触媒体積に対する空気ガスの体積の比:1000/時間。
圧力:0.1MPa。
(Catalyst regeneration conditions and air purge conditions during swing operation)
Catalyst temperature: 600 ° C.
Circulating gas: 50 ml / min of air.
Ratio of air gas volume to catalyst volume: 1000 / hour.
Pressure: 0.1 MPa.
(窒素パージ条件)
触媒温度:600℃。
流通ガス:窒素50ml/分。
触媒体積に対する窒素ガスの体積の比:1000/時間。
圧力:0.1MPa。
(Nitrogen purge condition)
Catalyst temperature: 600 ° C.
Circulating gas: nitrogen 50 ml / min.
Ratio of nitrogen gas volume to catalyst volume: 1000 / hour.
Pressure: 0.1 MPa.
MFI型ゼオライトの製造は、特開2013−227203公報を参考にその製造を行った。 The MFI-type zeolite was produced with reference to JP 2013-227203 A.
実施例1
テトラプロピルアンモニウム(以降、TPAと略記する場合がある。)水酸化物と水酸化ナトリウムの水溶液に不定形アルミノシリケートゲルを添加して懸濁させた。得られた懸濁液にMFI型ゼオライトを種晶として加え原料組成物とした。その際の種晶の添加量は、原料組成物中のAl2O3とSiO2の重量に対して、0.7重量%とした。また、副生したエタノールは蒸発させて除いた。
Example 1
Amorphous aluminosilicate gel was added and suspended in an aqueous solution of tetrapropylammonium (hereinafter sometimes abbreviated as TPA) hydroxide and sodium hydroxide. MFI-type zeolite was added as seed crystals to the resulting suspension to obtain a raw material composition. The amount of seed crystals added at that time was 0.7% by weight with respect to the weight of Al 2 O 3 and SiO 2 in the raw material composition. By-produced ethanol was removed by evaporation.
該原料組成物の組成は以下のとおりである。
SiO2/Al2O3モル比=44、TPA/Siモル比=0.05、Na/Siモル比=0.16、OH/Siモル比=0.21、H2O/Siモル比=10
得られた原料組成物をステンレス製オートクレーブに密閉し、115℃で攪拌しながら4日間結晶化させ、スラリー状混合液を得た。結晶化後のスラリー状混合液を遠心沈降機で固液分離した後、十分量の純水で固体粒子を洗浄し、110℃で乾燥して乾燥粉末を得た。
The composition of the raw material composition is as follows.
SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio = 44, TPA / Si molar ratio = 0.05, Na / Si molar ratio = 0.16, OH / Si molar ratio = 0.21, H 2 O / Si molar ratio = 10
The obtained raw material composition was sealed in a stainless steel autoclave and crystallized with stirring at 115 ° C. for 4 days to obtain a slurry mixture. The slurry-like mixed liquid after crystallization was subjected to solid-liquid separation with a centrifugal settling machine, and then the solid particles were washed with a sufficient amount of pure water and dried at 110 ° C. to obtain a dry powder.
得られた乾燥粉末10gを、550℃で1時間焼成後、60℃、20重量%の塩化アンモニウム水溶液100ml中で20時間交換、ろ過、洗浄してアンモニウム型のMFI型ゼオライトとした。その後、アンモニウム型のMFI型ゼオライトを550℃で1時間焼成して、MFI型ゼオライトを得た。 10 g of the obtained dry powder was calcined at 550 ° C. for 1 hour, then exchanged, filtered and washed in 100 ml of a 20 wt% ammonium chloride aqueous solution at 60 ° C. for 20 hours to obtain an ammonium type MFI zeolite. Thereafter, the ammonium type MFI zeolite was calcined at 550 ° C. for 1 hour to obtain an MFI type zeolite.
得られたMFI型ゼオライトは、平均粒子径27nm、SiO2/Al2O3モル比は40、凝集径は46μmであった。得られたMFI型ゼオライト中に存在するメソ細孔の全細孔容積は0.39ml/gであった。また、細孔分布曲線におけるメソ細孔分布曲線はピークを有し、均一メソ細孔のピークの半値幅は9nm、μ=16nmであった。また、均一メソ細孔の細孔容積は0.31ml/gであり、メソ細孔の全細孔容積に占める均一メソ細孔の細孔容積の割合は78%であった。得られたMFI型ゼオライトの物性を表1に示す。また、得られたMFI型ゼオライトの粉末X線回折では、0.1〜3度の範囲にピークは存在せず、メソ細孔が不規則に連結していることが示されている。 The obtained MFI-type zeolite had an average particle diameter of 27 nm, a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 40, and an agglomerated diameter of 46 μm. The total pore volume of mesopores present in the obtained MFI-type zeolite was 0.39 ml / g. Further, the mesopore distribution curve in the pore distribution curve had a peak, and the half width of the peak of the uniform mesopore was 9 nm and μ = 16 nm. Moreover, the pore volume of uniform mesopores was 0.31 ml / g, and the ratio of the pore volume of uniform mesopores to the total pore volume of mesopores was 78%. Table 1 shows the physical properties of the obtained MFI-type zeolite. Moreover, in the powder X-ray diffraction of the obtained MFI type zeolite, no peak exists in the range of 0.1 to 3 degrees, and it is shown that the mesopores are irregularly connected.
得られたMFI型ゼオライトを芳香族化合物製造触媒とし、エチレンを原料とし、上記した条件にて芳香族化合物の製造を行った。その際のスイング式反応器の反応側、再生側の各条件は、以下の通りである。 The obtained MFI type zeolite was used as an aromatic compound production catalyst, ethylene was used as a raw material, and an aromatic compound was produced under the conditions described above. The conditions on the reaction side and the regeneration side of the swing reactor at that time are as follows.
(反応側)
600℃で加熱した反応管に対し、原料ガスを140分流通し、次いで、原料ガスフィードを再生側の反応管方向にただちに切り替えた。
(Reaction side)
The source gas was passed through the reaction tube heated at 600 ° C. for 140 minutes, and then the source gas feed was immediately switched in the direction of the reaction tube on the regeneration side.
(再生側)
反応側の反応管の原料ガスフィードが開始すると同時に、600℃で加熱した再生側の反応管に対し窒素パージ(1)を開始し、30分間窒素パージを行い、反応管内を十分に窒素雰囲気に置換した。次いで、供給ガスを窒素から空気にただちに切り替え、10分間空気パージを行い、反応管内を十分に空気雰囲気に置換した。次いで、60分間空気を流通させ芳香族化合物製造触媒の再生処理を行った。次いで、供給ガスを空気から窒素にただちに切り替え、10分間窒素パージ(2)を行い反応管内を十分に窒素雰囲気に置換した。続いて、窒素パージ(3)を30分間行い、反応管内を十分に窒素雰囲気に置換した。次いで、窒素ガスフィードラインを反応側の反応管方向にただちに切り替えると同時に、再生側の反応管に原料ガスフィードを開始した。以後、上記と同様の一連の処理を繰り返し行い、連続的に生成物フィードを得た。なお、以後の実施例、比較例に記載の反応でも同様の手順で運転を行い、原料ガス流通時間、再生処理時間および窒素パージ(3)時間のみを変更した。各工程におけるガスの流通時間を表2に示す。
(Playback side)
At the same time as the feed gas feed of the reaction side reaction tube is started, a nitrogen purge (1) is started on the regeneration side reaction tube heated at 600 ° C. Replaced. Next, the supply gas was immediately switched from nitrogen to air, and an air purge was performed for 10 minutes to sufficiently replace the inside of the reaction tube with an air atmosphere. Next, the aromatic compound production catalyst was regenerated by circulating air for 60 minutes. Subsequently, the supply gas was immediately switched from air to nitrogen, and nitrogen purge (2) was performed for 10 minutes to sufficiently replace the inside of the reaction tube with a nitrogen atmosphere. Subsequently, nitrogen purge (3) was performed for 30 minutes to sufficiently replace the inside of the reaction tube with a nitrogen atmosphere. Subsequently, the nitrogen gas feed line was immediately switched in the direction of the reaction tube on the reaction side, and at the same time, the feed of the raw material gas was started in the reaction tube on the regeneration side. Thereafter, a series of processes similar to those described above were repeated to obtain a product feed continuously. The reactions described in the following examples and comparative examples were also operated in the same procedure, and only the raw material gas circulation time, the regeneration treatment time, and the nitrogen purge (3) time were changed. Table 2 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表3に示す。原料ガス流通時間1395分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく安定的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 3 shows the raw material gas flow time, the conversion rate, and the yield of each product. It was possible to obtain a product feed stably without significantly reducing the conversion rate, benzene yield, toluene yield and xylene yield until the raw material gas circulation time of 1395 minutes.
実施例2
実施例1により得られたMFI型ゼオライトを芳香族化合物製造触媒とし、原料としてプロピレンを用い、上記した条件にて芳香族化合物への転化反応を行った。
Example 2
The MFI-type zeolite obtained in Example 1 was used as an aromatic compound production catalyst, propylene was used as a raw material, and a conversion reaction into an aromatic compound was performed under the conditions described above.
各工程におけるガスの流通時間を表2に示す。原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表4に示す。原料ガス流通時間2295分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく安定的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 2 shows the gas circulation time in each step. Table 4 shows the raw material gas flow time, the conversion rate, and the yield of each product. It was possible to stably obtain the product feed without significantly reducing the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield until the raw material gas circulation time of 2295 minutes.
実施例3
TPA臭化物と水酸化ナトリウムの水溶液に水酸化アルミニウムを溶解させた。得られた水溶液にテトラエトキシシランを添加した後、MFI型ゼオライトを当該水溶液に種晶として加え原料組成物とし、副生したエタノールは蒸発させて除いた。
Example 3
Aluminum hydroxide was dissolved in an aqueous solution of TPA bromide and sodium hydroxide. After adding tetraethoxysilane to the obtained aqueous solution, MFI-type zeolite was added as a seed crystal to the aqueous solution to form a raw material composition, and ethanol produced as a by-product was removed by evaporation.
該原料組成物において、組成は以下のとおりである。 In the raw material composition, the composition is as follows.
SiO2/Al2O3モル比=28、TPA/Siモル比=0.05、Na/Siモル比=0.17、OH/Siモル比=0.17、H2O/Siモル比=10
該原料組成物を実施例1と同様の方法により反応、処理してMFI型ゼオライトを得た。
SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio = 28, TPA / Si molar ratio = 0.05, Na / Si molar ratio = 0.17, OH / Si molar ratio = 0.17, H 2 O / Si molar ratio = 10
The raw material composition was reacted and treated in the same manner as in Example 1 to obtain an MFI type zeolite.
得られたMFI型ゼオライトは、平均粒子径26nm、SiO2/Al2O3モル比は26であった。得られたMFI型ゼオライト中に存在するメソ細孔の全細孔容積は0.42ml/gであり、細孔分布曲線におけるメソ細孔分布曲線はピークを有し、均一メソ細孔のピークの半値幅は15nm、μ=17nmであった。また、その均一メソ細孔の細孔容積は0.39ml/gであり、メソ細孔の全細孔容積に占める均一メソ細孔の細孔容積の割合は92%であった。得られたMFI型ゼオライトの物性を表1に示す。また、得られたMFI型ゼオライトの粉末X線回折では、0.1〜3度の範囲にピークは存在せず、メソ細孔が不規則に連結していることが示されている。 The obtained MFI-type zeolite had an average particle diameter of 26 nm and a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 26. The total pore volume of the mesopores present in the obtained MFI type zeolite is 0.42 ml / g, the mesopore distribution curve in the pore distribution curve has a peak, and the peak of the uniform mesopore The half width was 15 nm and μ = 17 nm. Moreover, the pore volume of the uniform mesopores was 0.39 ml / g, and the ratio of the pore volume of the uniform mesopores to the total pore volume of the mesopores was 92%. Table 1 shows the physical properties of the obtained MFI-type zeolite. Moreover, in the powder X-ray diffraction of the obtained MFI type zeolite, no peak exists in the range of 0.1 to 3 degrees, and it is shown that the mesopores are irregularly connected.
得られたMFI型ゼオライトを芳香族化合物製造触媒とし、エチレンを原料とし、上記した条件にて芳香族化合物への転化反応を行った。 The obtained MFI type zeolite was used as an aromatic compound production catalyst, ethylene was used as a raw material, and a conversion reaction to an aromatic compound was performed under the above-described conditions.
各工程におけるガスの流通時間を表2に示す。 Table 2 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表5に示す。原料ガス流通時間1395分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく安定的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 5 shows the raw material gas flow time, the conversion rate, and the yield of each product. It was possible to obtain a product feed stably without significantly reducing the conversion rate, benzene yield, toluene yield and xylene yield until the raw material gas circulation time of 1395 minutes.
実施例4
実施例3により得られたMFI型ゼオライトを芳香族化合物製造触媒とし、プロピレンを原料とした芳香族化合物への転化反応を行った。反応は上記した条件下で行った。
Example 4
Using the MFI zeolite obtained in Example 3 as an aromatic compound production catalyst, a conversion reaction to an aromatic compound using propylene as a raw material was performed. The reaction was performed under the conditions described above.
各工程におけるガスの流通時間を表2に示す。原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表6に示す。原料ガス流通時間2295分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく連続的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 2 shows the gas circulation time in each step. Table 6 shows the raw material gas distribution time, the conversion rate, and the yield of each product. It was possible to obtain a product feed continuously up to a raw material gas circulation time of 2295 minutes without any significant decrease in conversion, benzene yield, toluene yield, or xylene yield.
比較例1
水酸化ナトリウムの水溶液に水酸化アルミニウムを溶解させた。得られた水溶液にテトラエトキシシランを添加して懸濁させた。得られた懸濁液にMFI型ゼオライトを種晶として加え原料組成物とした。副生したエタノールは蒸発させて除いた。
Comparative Example 1
Aluminum hydroxide was dissolved in an aqueous solution of sodium hydroxide. Tetraethoxysilane was added to the obtained aqueous solution and suspended. MFI-type zeolite was added as seed crystals to the resulting suspension to obtain a raw material composition. By-product ethanol was removed by evaporation.
該原料組成物における組成は以下のとおりである。 The composition of the raw material composition is as follows.
SiO2/Al2O3モル比=48、Na/Siモル比=0.18、OH/Siモル比=0.18、H2O/Siモル比=18
該原料組成物を、結晶化温度を180℃にした以外は、実施例1と同様の方法により反応、処理してMFI型ゼオライトを得た。
SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio = 48, Na / Si molar ratio = 0.18, OH / Si molar ratio = 0.18, H 2 O / Si molar ratio = 18
The raw material composition was reacted and treated in the same manner as in Example 1 except that the crystallization temperature was 180 ° C., to obtain an MFI type zeolite.
得られたMFI型ゼオライトは、平均粒子径115nm、SiO2/Al2O3モル比は42であった。得られたMFI型ゼオライト中に存在するメソ細孔の全細孔容積は0.05ml/gであり、細孔分布曲線における均一メソ細孔のピークの半値幅は0.3nm、μ=4nmであった。また、その均一メソ細孔の細孔容積は0.01ml/gであり、メソ細孔の全細孔容積に占める均一メソ細孔の細孔容積の割合は26%であった。得られたMFI型ゼオライトの物性を表1に示す。 The obtained MFI-type zeolite had an average particle diameter of 115 nm and a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 42. The total pore volume of mesopores present in the obtained MFI-type zeolite is 0.05 ml / g, and the half width of the peak of uniform mesopores in the pore distribution curve is 0.3 nm and μ = 4 nm. there were. Moreover, the pore volume of the uniform mesopores was 0.01 ml / g, and the ratio of the pore volume of the uniform mesopores to the total pore volume of the mesopores was 26%. Table 1 shows the physical properties of the obtained MFI-type zeolite.
得られたMFI型ゼオライトを触媒として、エチレンを原料とし、上記した条件にて転化反応を行った。 Using the obtained MFI-type zeolite as a catalyst, ethylene was used as a raw material, and the conversion reaction was performed under the above-described conditions.
各工程におけるガスの流通時間を表2に示す。 Table 2 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表7に示す。原料ガス流通時間1395分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言い難いものであった。 Table 7 shows the raw material gas circulation time, the conversion rate, and the yield of each product. Up to a raw material gas circulation time of 1395 minutes, the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield were repeatedly increased and decreased within a certain range, and it was difficult to say stable production.
比較例2
比較例1により得られたMFI型ゼオライトを触媒とし、エチレンを原料とし、上記した条件にて転化反応を行った。
Comparative Example 2
The conversion reaction was performed under the above-described conditions using the MFI zeolite obtained in Comparative Example 1 as a catalyst and ethylene as a raw material.
各工程におけるガスの流通時間を表2に示す。 Table 2 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表8に示す。エチレン流通時間535分で、転化率が51%、ベンゼン収率が8wt%、トルエン収率が9wt%、キシレン収率が2wt%まで低下し、生産性に劣るものであった。 Table 8 shows the raw material gas circulation time, the conversion rate, and the yield of each product. With an ethylene flow time of 535 minutes, the conversion rate was 51%, the benzene yield was 8 wt%, the toluene yield was 9 wt%, and the xylene yield was 2 wt%, and the productivity was poor.
比較例3
比較例1により得られたMFI型ゼオライトを触媒とし、プロピレンを原料とし、上記した条件にて転化反応を行った。
Comparative Example 3
The conversion reaction was performed under the above-described conditions using the MFI zeolite obtained in Comparative Example 1 as a catalyst and propylene as a raw material.
各工程におけるガスの流通時間を表2に示す。 Table 2 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表9に示す。原料ガス流通時間2295分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言いにくいものであった。 Table 9 shows the raw material gas flow time, the conversion rate, and the yield of each product. Up to a raw material gas distribution time of 2295 minutes, the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield repeatedly increased and decreased within a certain range, and it was difficult to say that stable production.
比較例4
TPA水酸化物と水酸化ナトリウムの水溶液に水酸化アルミニウムを溶解させた。得られた水溶液にテトラエトキシシランを添加して懸濁させた。得られた懸濁液にMFI型ゼオライトを種晶として加え原料組成物とした。副生したエタノールは蒸発させて除いた。
Comparative Example 4
Aluminum hydroxide was dissolved in an aqueous solution of TPA hydroxide and sodium hydroxide. Tetraethoxysilane was added to the obtained aqueous solution and suspended. MFI-type zeolite was added as seed crystals to the resulting suspension to obtain a raw material composition. By-product ethanol was removed by evaporation.
該原料組成物において、組成は以下のとおりである。 In the raw material composition, the composition is as follows.
SiO2/Al2O3モル比=59、TPA/Siモル比=0.20、Na/Siモル比=0.06、OH/Siモル比=0.26、H2O/Siモル比=10
該原料組成物を実施例1と同様に反応、処理してMFI型ゼオライトを得た。
SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio = 59, TPA / Si molar ratio = 0.20, Na / Si molar ratio = 0.06, OH / Si molar ratio = 0.26, H 2 O / Si molar ratio = 10
The raw material composition was reacted and treated in the same manner as in Example 1 to obtain an MFI type zeolite.
得られたMFI型ゼオライトは、平均粒子径42nm、SiO2/Al2O3モル比は49であった。得られたMFI型ゼオライト中に存在するメソ細孔の全細孔容積は0.20ml/gであり、細孔分布曲線における均一メソ細孔のピークの半値幅は3nm、μ=6nmであった。また、均一メソ細孔の細孔容積は0.04ml/gであり、メソ細孔の全細孔容積に占める均一メソ細孔の細孔容積の割合は23%であった。得られたMFI型ゼオライトの物性を表1に示す。 The obtained MFI-type zeolite had an average particle diameter of 42 nm and a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 49. The total pore volume of mesopores present in the obtained MFI-type zeolite was 0.20 ml / g, and the half-width of the peak of uniform mesopores in the pore distribution curve was 3 nm and μ = 6 nm. . Further, the pore volume of the uniform mesopores was 0.04 ml / g, and the ratio of the pore volume of the uniform mesopores to the total pore volume of the mesopores was 23%. Table 1 shows the physical properties of the obtained MFI-type zeolite.
得られたMFI型ゼオライトを触媒とし、エチレンを原料とし、上記した条件にて転化反応を行った。 The obtained MFI type zeolite was used as a catalyst, ethylene was used as a raw material, and a conversion reaction was carried out under the conditions described above.
各工程におけるガスの流通時間を表2に示す。 Table 2 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表10に示す。原料ガス流通時間1395分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言いにくいものであった。 Table 10 shows the raw material gas circulation time, the conversion rate, and the yield of each product. Up to a raw material gas circulation time of 1395 minutes, the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield repeatedly increased and decreased within a certain range, and it was difficult to say that stable production.
比較例5
比較例4により得られたMFI型ゼオライトを触媒とし、エチレンを原料とし、上記した条件にて転化反応を行った。
Comparative Example 5
The conversion reaction was performed under the above-described conditions using the MFI-type zeolite obtained in Comparative Example 4 as a catalyst and ethylene as a raw material.
各工程におけるガスの流通時間を表2に示す。 Table 2 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表11に示す。エチレン流通時間895分で、転化率が52%、ベンゼン収率が10wt%、トルエン収率が8wt%、キシレン収率が2wt%まで低下し、生産性に劣るものであった。 Table 11 shows the raw material gas flow time, the conversion rate, and the yield of each product. With an ethylene circulation time of 895 minutes, the conversion rate was 52%, the benzene yield was 10 wt%, the toluene yield was 8 wt%, and the xylene yield was 2 wt%, resulting in poor productivity.
比較例6
比較例4により得られたMFI型ゼオライトを触媒とし、プロピレンを原料とし、上記した条件にて転化反応を行った。
Comparative Example 6
The conversion reaction was performed under the above-described conditions using the MFI-type zeolite obtained in Comparative Example 4 as a catalyst and propylene as a raw material.
各工程におけるガスの流通時間を表2に示す。 Table 2 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表12に示す。原料ガス流通時間2295分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言いにくいものであった。 Table 12 shows the raw material gas flow time, the conversion rate, and the yield of each product. Up to a raw material gas distribution time of 2295 minutes, the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield repeatedly increased and decreased within a certain range, and it was difficult to say that stable production.
実施例5
テトラプロピルアンモニウム(以降、TPAと略記する場合がある。)水酸化物と水酸化ナトリウムの水溶液に不定形アルミノシリケートゲルを添加して懸濁させた。得られた懸濁液にMFI型ゼオライトを種晶として加え原料組成物とした。その際の種晶の添加量は、原料組成物中のAl2O3とSiO2の重量に対して、0.7重量%とした。また、副生したエタノールは蒸発させて除いた。
Example 5
Amorphous aluminosilicate gel was added and suspended in an aqueous solution of tetrapropylammonium (hereinafter sometimes abbreviated as TPA) hydroxide and sodium hydroxide. MFI-type zeolite was added as seed crystals to the resulting suspension to obtain a raw material composition. The amount of seed crystals added at that time was 0.7% by weight with respect to the weight of Al 2 O 3 and SiO 2 in the raw material composition. By-produced ethanol was removed by evaporation.
該原料組成物の組成は以下のとおりである。
SiO2/Al2O3モル比=44、TPA/Siモル比=0.05、Na/Siモル比=0.16、OH/Siモル比=0.21、H2O/Siモル比=10
得られた原料組成物をステンレス製オートクレーブに密閉し、115℃で攪拌しながら4日間結晶化させ、スラリー状混合液を得た。結晶化後のスラリー状混合液を遠心沈降機で固液分離した後、十分量の純水で固体粒子を洗浄し、110℃で乾燥して乾燥粉末を得た。
The composition of the raw material composition is as follows.
SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio = 44, TPA / Si molar ratio = 0.05, Na / Si molar ratio = 0.16, OH / Si molar ratio = 0.21, H 2 O / Si molar ratio = 10
The obtained raw material composition was sealed in a stainless steel autoclave and crystallized with stirring at 115 ° C. for 4 days to obtain a slurry mixture. The slurry-like mixed liquid after crystallization was subjected to solid-liquid separation with a centrifugal settling machine, and then the solid particles were washed with a sufficient amount of pure water and dried at 110 ° C. to obtain a dry powder.
得られた乾燥粉末10gを、550℃で1時間焼成後、60℃、20重量%の塩化アンモニウム水溶液100ml中で20時間交換、ろ過、洗浄してアンモニウム型のMFI型ゼオライトとした。その後、アンモニウム型のMFI型ゼオライトを550℃で1時間焼成して、MFI型ゼオライトを得た。 10 g of the obtained dry powder was calcined at 550 ° C. for 1 hour, then exchanged, filtered and washed in 100 ml of a 20 wt% ammonium chloride aqueous solution at 60 ° C. for 20 hours to obtain an ammonium type MFI zeolite. Thereafter, the ammonium type MFI zeolite was calcined at 550 ° C. for 1 hour to obtain an MFI type zeolite.
得られたMFI型ゼオライトは、平均粒子径26nm、SiO2/Al2O3モル比は40、凝集径は46μmであった。得られたMFI型ゼオライト中に存在するメソ細孔の全細孔容積は0.40ml/gであった。また、細孔分布曲線におけるメソ細孔分布曲線はピークを有し、均一メソ細孔のピークの半値幅は9nm、μ=16nmであった。また、均一メソ細孔の細孔容積は0.32ml/gであり、メソ細孔の全細孔容積に占める均一メソ細孔の細孔容積の割合は80%であった。得られたMFI型ゼオライトの物性を表13に示す。また、得られたMFI型ゼオライトの粉末X線回折では、0.1〜3度の範囲にピークは存在せず、メソ細孔が不規則に連結していることが示されている。 The obtained MFI-type zeolite had an average particle diameter of 26 nm, a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 40, and an agglomerated diameter of 46 μm. The total pore volume of mesopores present in the obtained MFI type zeolite was 0.40 ml / g. Further, the mesopore distribution curve in the pore distribution curve had a peak, and the half width of the peak of the uniform mesopore was 9 nm and μ = 16 nm. Moreover, the pore volume of uniform mesopores was 0.32 ml / g, and the ratio of the pore volume of uniform mesopores to the total pore volume of mesopores was 80%. Table 13 shows the physical properties of the obtained MFI-type zeolite. Moreover, in the powder X-ray diffraction of the obtained MFI type zeolite, no peak exists in the range of 0.1 to 3 degrees, and it is shown that the mesopores are irregularly connected.
得られたMFI型ゼオライトを芳香族化合物製造触媒とし、n−ブタンを原料とし、上記した条件にて芳香族化合物の製造を行った。その際のスイング式反応器の反応側、再生側の各条件は、以下の通りである。 The obtained MFI type zeolite was used as an aromatic compound production catalyst, n-butane was used as a raw material, and an aromatic compound was produced under the above-described conditions. The conditions on the reaction side and the regeneration side of the swing reactor at that time are as follows.
(反応側)
600℃で加熱した反応管に対し、原料ガスを1000分流通し、次いで、原料ガスフィードを再生側の反応管方向にただちに切り替えた。
(Reaction side)
The source gas was circulated through the reaction tube heated at 600 ° C. for 1000 minutes, and then the source gas feed was immediately switched in the direction of the reaction tube on the regeneration side.
(再生側)
反応側の反応管の原料ガスフィードが開始すると同時に、600℃で加熱した再生側の反応管に対し窒素パージ(1)を開始し、30分間窒素パージを行い、反応管内を十分に窒素雰囲気に置換した。次いで、供給ガスを窒素から空気にただちに切り替え、10分間空気パージを行い、反応管内を十分に空気雰囲気に置換した。次いで、60分間空気を流通させ芳香族化合物製造触媒の再生処理を行った。次いで、供給ガスを空気から窒素にただちに切り替え、10分間窒素パージ(2)を行い反応管内を十分に窒素雰囲気に置換した。続いて、窒素パージ(3)を890分間行い、反応管内を十分に窒素雰囲気に置換した。次いで、窒素ガスフィードラインを反応側の反応管方向にただちに切り替えると同時に、再生側の反応管に原料ガスフィードを開始した。以後、上記と同様の一連の処理を繰り返し行い、連続的に生成物フィードを得た。なお、以後の実施例、比較例に記載の反応でも同様の手順で運転を行い、原料ガス流通時間、再生処理時間および窒素パージ(3)時間のみを変更した。各工程におけるガスの流通時間を表14に示す。
(Playback side)
At the same time as the feed gas feed of the reaction side reaction tube is started, a nitrogen purge (1) is started on the regeneration side reaction tube heated at 600 ° C. Replaced. Next, the supply gas was immediately switched from nitrogen to air, and an air purge was performed for 10 minutes to sufficiently replace the inside of the reaction tube with an air atmosphere. Next, the aromatic compound production catalyst was regenerated by circulating air for 60 minutes. Subsequently, the supply gas was immediately switched from air to nitrogen, and nitrogen purge (2) was performed for 10 minutes to sufficiently replace the inside of the reaction tube with a nitrogen atmosphere. Subsequently, nitrogen purge (3) was performed for 890 minutes to sufficiently replace the inside of the reaction tube with a nitrogen atmosphere. Subsequently, the nitrogen gas feed line was immediately switched in the direction of the reaction tube on the reaction side, and at the same time, the feed of the raw material gas was started in the reaction tube on the regeneration side. Thereafter, a series of processes similar to those described above were repeated to obtain a product feed continuously. The reactions described in the following examples and comparative examples were also operated in the same procedure, and only the raw material gas circulation time, the regeneration treatment time, and the nitrogen purge (3) time were changed. Table 14 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表15に示す。原料ガス流通時間9995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく安定的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 15 shows the raw material gas circulation time, the conversion rate, and the yield of each product. It was possible to obtain a product feed stably without significant reduction in the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield until the raw material gas circulation time of 9995 minutes.
実施例6
実施例5により得られたMFI型ゼオライトを芳香族化合物製造触媒とし、原料としてイソブタンを用い、上記した条件にて芳香族化合物への転化反応を行った。
Example 6
Using the MFI zeolite obtained in Example 5 as an aromatic compound production catalyst, isobutane was used as a raw material, and a conversion reaction to an aromatic compound was performed under the conditions described above.
各工程におけるガスの流通時間を表14に示す。原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表16に示す。原料ガス流通時間9795分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく安定的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 14 shows the gas circulation time in each step. Table 16 shows the raw material gas flow time, the conversion rate, and the yield of each product. It was possible to obtain a product feed stably without significantly reducing the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield until the raw material gas circulation time of 9795 minutes.
実施例7
実施例5により得られたMFI型ゼオライトを芳香族化合物製造触媒とし、原料としてn−ヘキサンを用い、上記した条件にて芳香族化合物への転化反応を行った。
Example 7
The MFI-type zeolite obtained in Example 5 was used as an aromatic compound production catalyst, and n-hexane was used as a raw material, and a conversion reaction to an aromatic compound was performed under the above-described conditions.
各工程におけるガスの流通時間を表14に示す。原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表17に示す。原料ガス流通時間10495分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく安定的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 14 shows the gas circulation time in each step. Table 17 shows the raw material gas flow time, the conversion rate, and the yield of each product. It was possible to obtain a product feed stably without significantly reducing the conversion rate, benzene yield, toluene yield and xylene yield until the raw material gas circulation time of 10495 minutes.
実施例8
実施例5により得られたMFI型ゼオライトを芳香族化合物製造触媒とし、原料としてメチルシクロペンタンを用い、上記した条件にて芳香族化合物への転化反応を行った。
Example 8
The MFI-type zeolite obtained in Example 5 was used as an aromatic compound production catalyst, methylcyclopentane was used as a raw material, and a conversion reaction to an aromatic compound was performed under the conditions described above.
各工程におけるガスの流通時間を表14に示す。原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表18に示す。原料ガス流通時間9995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく安定的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 14 shows the gas circulation time in each step. Table 18 shows the raw material gas flow time, the conversion rate, and the yield of each product. It was possible to obtain a product feed stably without significant reduction in the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield until the raw material gas circulation time of 9995 minutes.
実施例9
TPA臭化物と水酸化ナトリウムの水溶液に水酸化アルミニウムを溶解させた。得られた水溶液にテトラエトキシシランを添加した後、MFI型ゼオライトを当該水溶液に種晶として加え原料組成物とし、副生したエタノールは蒸発させて除いた。
Example 9
Aluminum hydroxide was dissolved in an aqueous solution of TPA bromide and sodium hydroxide. After adding tetraethoxysilane to the obtained aqueous solution, MFI-type zeolite was added as a seed crystal to the aqueous solution to form a raw material composition, and ethanol produced as a by-product was removed by evaporation.
該原料組成物において、組成は以下のとおりである。 In the raw material composition, the composition is as follows.
SiO2/Al2O3モル比=28、TPA/Siモル比=0.05、Na/Siモル比=0.17、OH/Siモル比=0.17、H2O/Siモル比=10
該原料組成物を実施例1と同様の方法により反応、処理してMFI型ゼオライトを得た。
SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio = 28, TPA / Si molar ratio = 0.05, Na / Si molar ratio = 0.17, OH / Si molar ratio = 0.17, H 2 O / Si molar ratio = 10
The raw material composition was reacted and treated in the same manner as in Example 1 to obtain an MFI type zeolite.
得られたMFI型ゼオライトは、平均粒子径25nm、SiO2/Al2O3モル比は26であった。得られたMFI型ゼオライト中に存在するメソ細孔の全細孔容積は0.43ml/gであり、細孔分布曲線におけるメソ細孔分布曲線はピークを有し、均一メソ細孔のピークの半値幅は15nm、μ=17nmであった。また、その均一メソ細孔の細孔容積は0.40ml/gであり、メソ細孔の全細孔容積に占める均一メソ細孔の細孔容積の割合は93%であった。得られたMFI型ゼオライトの物性を表13に示す。また、得られたMFI型ゼオライトの粉末X線回折では、0.1〜3度の範囲にピークは存在せず、メソ細孔が不規則に連結していることが示されている。 The obtained MFI-type zeolite had an average particle diameter of 25 nm and a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 26. The total pore volume of the mesopores present in the obtained MFI type zeolite is 0.43 ml / g, the mesopore distribution curve in the pore distribution curve has a peak, and the peak of the uniform mesopore The half width was 15 nm and μ = 17 nm. Moreover, the pore volume of the uniform mesopores was 0.40 ml / g, and the ratio of the pore volume of the uniform mesopores to the total pore volume of the mesopores was 93%. Table 13 shows the physical properties of the obtained MFI-type zeolite. Moreover, in the powder X-ray diffraction of the obtained MFI type zeolite, no peak exists in the range of 0.1 to 3 degrees, and it is shown that the mesopores are irregularly connected.
得られたMFI型ゼオライトを芳香族化合物製造触媒とし、n−ブタンを原料とし、上記した条件にて芳香族化合物への転化反応を行った。 The obtained MFI-type zeolite was used as an aromatic compound production catalyst, n-butane was used as a raw material, and a conversion reaction to an aromatic compound was performed under the above-described conditions.
各工程におけるガスの流通時間を表14に示す。 Table 14 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表19に示す。原料ガス流通時間9995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく安定的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 19 shows the raw material gas circulation time, the conversion rate, and the yield of each product. It was possible to obtain a product feed stably without significant reduction in the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield until the raw material gas circulation time of 9995 minutes.
実施例10
実施例9により得られたMFI型ゼオライトを芳香族化合物製造触媒とし、イソブテンを原料とした芳香族化合物への転化反応を行った。反応は上記した条件下で行った。
Example 10
Using the MFI-type zeolite obtained in Example 9 as an aromatic compound production catalyst, a conversion reaction to an aromatic compound using isobutene as a raw material was performed. The reaction was performed under the conditions described above.
各工程におけるガスの流通時間を表14に示す。原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表20に示す。原料ガス流通時間9795分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく連続的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 14 shows the gas circulation time in each step. Table 20 shows the raw material gas flow time, the conversion rate, and the yield of each product. It was possible to obtain a product feed continuously until the conversion time, benzene yield, toluene yield, and xylene yield were not significantly reduced until the feed gas circulation time of 9795 minutes.
実施例11
実施例9により得られたMFI型ゼオライトを芳香族化合物製造触媒とし、n−ヘキサンを原料とした芳香族化合物への転化反応を行った。反応は上記した条件下で行った。
Example 11
The MFI zeolite obtained in Example 9 was used as an aromatic compound production catalyst, and a conversion reaction to an aromatic compound was performed using n-hexane as a raw material. The reaction was performed under the conditions described above.
各工程におけるガスの流通時間を表14に示す。原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表21に示す。原料ガス流通時間10495分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく連続的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 14 shows the gas circulation time in each step. Table 21 shows the raw material gas flow time, the conversion rate, and the yield of each product. Until the feed gas flow time of 10495 minutes, it was possible to obtain a product feed continuously without any significant decrease in conversion, benzene yield, toluene yield, or xylene yield.
実施例12
実施例9により得られたMFI型ゼオライトを芳香族化合物製造触媒とし、メチルシクロペンタンを原料とした芳香族化合物への転化反応を行った。反応は上記した条件下で行った。
Example 12
Using the MFI zeolite obtained in Example 9 as an aromatic compound production catalyst, a conversion reaction to an aromatic compound using methylcyclopentane as a raw material was performed. The reaction was performed under the conditions described above.
各工程におけるガスの流通時間を表14に示す。原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表22に示す。原料ガス流通時間9995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく連続的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 14 shows the gas circulation time in each step. Table 22 shows the raw material gas flow time, the conversion rate, and the yield of each product. It was possible to obtain a product feed continuously until the conversion time, the benzene yield, the toluene yield, and the xylene yield were not significantly reduced until the raw material gas circulation time of 9995 minutes.
比較例7
水酸化ナトリウムの水溶液に水酸化アルミニウムを溶解させた。得られた水溶液にテトラエトキシシランを添加して懸濁させた。得られた懸濁液にMFI型ゼオライトを種晶として加え原料組成物とした。副生したエタノールは蒸発させて除いた。
Comparative Example 7
Aluminum hydroxide was dissolved in an aqueous solution of sodium hydroxide. Tetraethoxysilane was added to the obtained aqueous solution and suspended. MFI-type zeolite was added as seed crystals to the resulting suspension to obtain a raw material composition. By-product ethanol was removed by evaporation.
該原料組成物における組成は以下のとおりである。 The composition of the raw material composition is as follows.
SiO2/Al2O3モル比=48、Na/Siモル比=0.18、OH/Siモル比=0.18、H2O/Siモル比=18
該原料組成物を、結晶化温度を180℃にした以外は、実施例1と同様の方法により反応、処理してMFI型ゼオライトを得た。
SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio = 48, Na / Si molar ratio = 0.18, OH / Si molar ratio = 0.18, H 2 O / Si molar ratio = 18
The raw material composition was reacted and treated in the same manner as in Example 1 except that the crystallization temperature was 180 ° C., to obtain an MFI type zeolite.
得られたMFI型ゼオライトは、平均粒子径115nm、SiO2/Al2O3モル比は42であった。得られたMFI型ゼオライト中に存在するメソ細孔の全細孔容積は0.05ml/gであり、細孔分布曲線における均一メソ細孔のピークの半値幅は0.3nm、μ=4nmであった。また、その均一メソ細孔の細孔容積は0.01ml/gであり、メソ細孔の全細孔容積に占める均一メソ細孔の細孔容積の割合は26%であった。得られたMFI型ゼオライトの物性を表13に示す。 The obtained MFI-type zeolite had an average particle diameter of 115 nm and a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 42. The total pore volume of mesopores present in the obtained MFI-type zeolite is 0.05 ml / g, and the half width of the peak of uniform mesopores in the pore distribution curve is 0.3 nm and μ = 4 nm. there were. Moreover, the pore volume of the uniform mesopores was 0.01 ml / g, and the ratio of the pore volume of the uniform mesopores to the total pore volume of the mesopores was 26%. Table 13 shows the physical properties of the obtained MFI-type zeolite.
得られたMFI型ゼオライトを触媒として、n−ブタンを原料とし、上記した条件にて転化反応を行った。 Using the obtained MFI-type zeolite as a catalyst, n-butane was used as a raw material, and a conversion reaction was performed under the above-described conditions.
各工程におけるガスの流通時間を表14に示す。 Table 14 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表23に示す。原料ガス流通時間9995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言い難いものであった。 Table 23 shows the raw material gas flow time, the conversion rate, and the yield of each product. The conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield were repeatedly increased and decreased within a certain range until the raw material gas circulation time of 9995 minutes, and it was difficult to say stable production.
比較例8
比較例7により得られたMFI型ゼオライトを触媒とし、イソブタンを原料とし、上記した条件にて転化反応を行った。
Comparative Example 8
The conversion reaction was carried out under the above-mentioned conditions using the MFI zeolite obtained in Comparative Example 7 as a catalyst and isobutane as a raw material.
各工程におけるガスの流通時間を表14に示す。 Table 14 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表24に示す。原料ガス流通時間9795分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言い難いものであった。 Table 24 shows the raw material gas flow time, the conversion rate, and the yield of each product. Up to a raw material gas circulation time of 9795 minutes, the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield repeatedly increased and decreased within a certain range, and it was difficult to say stable production.
比較例9
比較例7により得られたMFI型ゼオライトを触媒とし、n−ヘキサンを原料とし、上記した条件にて転化反応を行った。
Comparative Example 9
The conversion reaction was performed under the above-described conditions using the MFI-type zeolite obtained in Comparative Example 7 as a catalyst and n-hexane as a raw material.
各工程におけるガスの流通時間を表14に示す。 Table 14 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表25に示す。原料ガス流通時間10495分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言い難いものであった。 Table 25 shows the raw material gas flow time, the conversion rate, and the yield of each product. Up to the raw material gas circulation time of 10495 minutes, the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield were repeatedly increased and decreased within a certain range, and it was difficult to say stable production.
比較例10
比較例7により得られたMFI型ゼオライトを触媒とし、メチルシクロペンタンを原料とし、上記した条件にて転化反応を行った。
Comparative Example 10
Using the MFI zeolite obtained in Comparative Example 7 as a catalyst and methylcyclopentane as a raw material, the conversion reaction was carried out under the conditions described above.
各工程におけるガスの流通時間を表14に示す。 Table 14 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表26に示す。原料ガス流通時間9995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言い難いものであった。 Table 26 shows the raw material gas circulation time, the conversion rate, and the yield of each product. The conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield were repeatedly increased and decreased within a certain range until the raw material gas circulation time of 9995 minutes, and it was difficult to say stable production.
比較例11
TPA水酸化物と水酸化ナトリウムの水溶液に水酸化アルミニウムを溶解させた。得られた水溶液にテトラエトキシシランを添加して懸濁させた。得られた懸濁液にMFI型ゼオライトを種晶として加え原料組成物とした。副生したエタノールは蒸発させて除いた。
Comparative Example 11
Aluminum hydroxide was dissolved in an aqueous solution of TPA hydroxide and sodium hydroxide. Tetraethoxysilane was added to the obtained aqueous solution and suspended. MFI-type zeolite was added as seed crystals to the resulting suspension to obtain a raw material composition. By-product ethanol was removed by evaporation.
該原料組成物において、組成は以下のとおりである。 In the raw material composition, the composition is as follows.
SiO2/Al2O3モル比=59、TPA/Siモル比=0.20、Na/Siモル比=0.06、OH/Siモル比=0.26、H2O/Siモル比=10
該原料組成物を実施例9と同様に反応、処理してMFI型ゼオライトを得た。
SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio = 59, TPA / Si molar ratio = 0.20, Na / Si molar ratio = 0.06, OH / Si molar ratio = 0.26, H 2 O / Si molar ratio = 10
The raw material composition was reacted and treated in the same manner as in Example 9 to obtain an MFI type zeolite.
得られたMFI型ゼオライトは、平均粒子径42nm、SiO2/Al2O3モル比は49であった。得られたMFI型ゼオライト中に存在するメソ細孔の全細孔容積は0.20ml/gであり、細孔分布曲線における均一メソ細孔のピークの半値幅は3nm、μ=6nmであった。また、均一メソ細孔の細孔容積は0.04ml/gであり、メソ細孔の全細孔容積に占める均一メソ細孔の細孔容積の割合は23%であった。得られたMFI型ゼオライトの物性を表1に示す。 The obtained MFI-type zeolite had an average particle diameter of 42 nm and a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 49. The total pore volume of mesopores present in the obtained MFI-type zeolite was 0.20 ml / g, and the half-width of the peak of uniform mesopores in the pore distribution curve was 3 nm and μ = 6 nm. . Further, the pore volume of the uniform mesopores was 0.04 ml / g, and the ratio of the pore volume of the uniform mesopores to the total pore volume of the mesopores was 23%. Table 1 shows the physical properties of the obtained MFI-type zeolite.
得られたMFI型ゼオライトを触媒とし、n−ブタンを原料とし、上記した条件にて転化反応を行った。 Using the obtained MFI-type zeolite as a catalyst and n-butane as a raw material, a conversion reaction was carried out under the above-described conditions.
各工程におけるガスの流通時間を表14に示す。 Table 14 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表27に示す。原料ガス流通時間9995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言いにくいものであった。 Table 27 shows the raw material gas flow time, the conversion rate, and the yield of each product. The conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield were repeatedly increased and decreased within a certain range until the raw material gas circulation time was 9995 minutes, and it was difficult to say stable production.
比較例12
比較例11により得られたMFI型ゼオライトを触媒とし、イソブタンを原料とし、上記した条件にて転化反応を行った。
Comparative Example 12
The conversion reaction was performed under the above-described conditions using the MFI-type zeolite obtained in Comparative Example 11 as a catalyst and isobutane as a raw material.
各工程におけるガスの流通時間を表14に示す。 Table 14 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表28に示す。原料ガス流通時間9795分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言いにくいものであった。 Table 28 shows the raw material gas distribution time, the conversion rate, and the yield of each product. Up to a raw material gas circulation time of 9795 minutes, the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield repeatedly increased and decreased within a certain range, and it was difficult to say stable production.
比較例13
比較例11により得られたMFI型ゼオライトを触媒とし、n−ヘキサンを原料とし、上記した条件にて転化反応を行った。
Comparative Example 13
The conversion reaction was performed under the above-described conditions using the MFI-type zeolite obtained in Comparative Example 11 as a catalyst and n-hexane as a raw material.
各工程におけるガスの流通時間を表14に示す。 Table 14 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表29に示す。原料ガス流通時間10495分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言いにくいものであった。 Table 29 shows the raw material gas circulation time, the conversion rate, and the yield of each product. Until the raw material gas circulation time of 10495 minutes, the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield repeatedly increased and decreased within a certain range, and it was difficult to say stable production.
比較例14
比較例11により得られたMFI型ゼオライトを触媒とし、メチルシクロペンタンを原料とし、上記した条件にて転化反応を行った。
Comparative Example 14
Using the MFI zeolite obtained in Comparative Example 11 as a catalyst and methylcyclopentane as a raw material, a conversion reaction was performed under the above-described conditions.
各工程におけるガスの流通時間を表14に示す。 Table 14 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表30に示す。原料ガス流通時間9995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言いにくいものであった。 Table 30 shows the raw material gas circulation time, the conversion rate, and the yield of each product. The conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield were repeatedly increased and decreased within a certain range until the raw material gas circulation time was 9995 minutes, and it was difficult to say stable production.
実施例13
テトラプロピルアンモニウム(以降、TPAと略記する場合がある。)水酸化物と水酸化ナトリウムの水溶液に不定形アルミノシリケートゲルを添加して懸濁させた。得られた懸濁液にMFI型ゼオライトを種晶として加え原料組成物とした。その際の種晶の添加量は、原料組成物中のAl2O3とSiO2の重量に対して、0.7重量%とした。また、副生したエタノールは蒸発させて除いた。
Example 13
Amorphous aluminosilicate gel was added and suspended in an aqueous solution of tetrapropylammonium (hereinafter sometimes abbreviated as TPA) hydroxide and sodium hydroxide. MFI-type zeolite was added as seed crystals to the resulting suspension to obtain a raw material composition. The amount of seed crystals added at that time was 0.7% by weight with respect to the weight of Al 2 O 3 and SiO 2 in the raw material composition. By-produced ethanol was removed by evaporation.
該原料組成物の組成は以下のとおりである。
SiO2/Al2O3モル比=44、TPA/Siモル比=0.05、Na/Siモル比=0.16、OH/Siモル比=0.21、H2O/Siモル比=10
得られた原料組成物をステンレス製オートクレーブに密閉し、115℃で攪拌しながら4日間結晶化させ、スラリー状混合液を得た。結晶化後のスラリー状混合液を遠心沈降機で固液分離した後、十分量の純水で固体粒子を洗浄し、110℃で乾燥して乾燥粉末を得た。
The composition of the raw material composition is as follows.
SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio = 44, TPA / Si molar ratio = 0.05, Na / Si molar ratio = 0.16, OH / Si molar ratio = 0.21, H 2 O / Si molar ratio = 10
The obtained raw material composition was sealed in a stainless steel autoclave and crystallized with stirring at 115 ° C. for 4 days to obtain a slurry mixture. The slurry-like mixed liquid after crystallization was subjected to solid-liquid separation with a centrifugal settling machine, and then the solid particles were washed with a sufficient amount of pure water and dried at 110 ° C. to obtain a dry powder.
得られた乾燥粉末10gを、550℃で1時間焼成後、60℃、20重量%の塩化アンモニウム水溶液100ml中で20時間交換、ろ過、洗浄してアンモニウム型のMFI型ゼオライトとした。その後、アンモニウム型のMFI型ゼオライトを550℃で1時間焼成して、MFI型ゼオライトを得た。 10 g of the obtained dry powder was calcined at 550 ° C. for 1 hour, then exchanged, filtered and washed in 100 ml of a 20 wt% ammonium chloride aqueous solution at 60 ° C. for 20 hours to obtain an ammonium type MFI zeolite. Thereafter, the ammonium type MFI zeolite was calcined at 550 ° C. for 1 hour to obtain an MFI type zeolite.
得られたMFI型ゼオライトは、平均粒子径28nm、SiO2/Al2O3モル比は40、凝集径は46μmであった。得られたMFI型ゼオライト中に存在するメソ細孔の全細孔容積は0.38ml/gであった。また、細孔分布曲線におけるメソ細孔分布曲線はピークを有し、均一メソ細孔のピークの半値幅は9nm、μ=16nmであった。また、均一メソ細孔の細孔容積は0.30ml/gであり、メソ細孔の全細孔容積に占める均一メソ細孔の細孔容積の割合は78%であった。得られたMFI型ゼオライトの物性を表31に示す。また、得られたMFI型ゼオライトの粉末X線回折では、0.1〜3度の範囲にピークは存在せず、メソ細孔が不規則に連結していることが示されている。 The obtained MFI-type zeolite had an average particle diameter of 28 nm, a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 40, and an agglomerated diameter of 46 μm. The total pore volume of mesopores present in the obtained MFI-type zeolite was 0.38 ml / g. Further, the mesopore distribution curve in the pore distribution curve had a peak, and the half width of the peak of the uniform mesopore was 9 nm and μ = 16 nm. Moreover, the pore volume of uniform mesopores was 0.30 ml / g, and the ratio of the pore volume of uniform mesopores to the total pore volume of mesopores was 78%. Table 31 shows the physical properties of the obtained MFI-type zeolite. Moreover, in the powder X-ray diffraction of the obtained MFI type zeolite, no peak exists in the range of 0.1 to 3 degrees, and it is shown that the mesopores are irregularly connected.
得られたMFI型ゼオライトを触媒とし、1−ブテン50mol%と2−ブテン50mol%の混合物を原料とした芳香族化合物の製造を行った。その際のスイング式反応器の反応側、再生側の各条件は、以下の通りであった。 Using the obtained MFI-type zeolite as a catalyst, an aromatic compound was produced using a mixture of 50 mol% of 1-butene and 50 mol% of 2-butene as a raw material. The conditions on the reaction side and regeneration side of the swing reactor at that time were as follows.
(反応側)
600℃で加熱した反応管に対し、原料ガスを500分流通し、次いで、原料ガスフィードを再生側の反応管方向にただちに切り替えた。
(Reaction side)
The source gas was passed through the reaction tube heated at 600 ° C. for 500 minutes, and then the source gas feed was immediately switched to the direction of the reaction tube on the regeneration side.
(再生側)
反応側の反応管の原料ガスフィードが開始すると同時に、600℃で加熱した再生側の反応管に対し窒素パージ(1)を開始し、30分間窒素パージを行い、反応管内を十分に窒素雰囲気に置換した。次いで、供給ガスを窒素から空気にただちに切り替え、10分間空気パージを行い、反応管内を十分に空気雰囲気に置換した。次いで、60分間空気を流通させ触媒の再生処理を行った。次いで、供給ガスを空気から窒素にただちに切り替え、10分間窒素パージ(2)を行い反応管内を十分に窒素雰囲気に置換した。続いて、窒素パージ(3)を390分間行い、反応管内を十分に窒素雰囲気に置換した。次いで、窒素ガスフィードラインを反応側の反応管方向にただちに切り替えると同時に、再生側の反応管に原料ガスフィードを開始した。以後、上記と同様の一連の処理を繰り返し行い、連続的に生成物フィードを得た。なお、以後の実施例、比較例に記載の反応でも同様の手順で運転を行い、原料ガス流通時間、再生処理時間および窒素パージ(3)時間のみを変更した。各工程におけるガスの流通時間を表32に示す。
(Playback side)
At the same time as the feed gas feed of the reaction side reaction tube is started, a nitrogen purge (1) is started on the regeneration side reaction tube heated at 600 ° C. Replaced. Next, the supply gas was immediately switched from nitrogen to air, and an air purge was performed for 10 minutes to sufficiently replace the inside of the reaction tube with an air atmosphere. Next, the catalyst was regenerated by circulating air for 60 minutes. Subsequently, the supply gas was immediately switched from air to nitrogen, and nitrogen purge (2) was performed for 10 minutes to sufficiently replace the inside of the reaction tube with a nitrogen atmosphere. Subsequently, nitrogen purge (3) was performed for 390 minutes to sufficiently replace the inside of the reaction tube with a nitrogen atmosphere. Subsequently, the nitrogen gas feed line was immediately switched in the direction of the reaction tube on the reaction side, and at the same time, the feed of the raw material gas was started in the reaction tube on the regeneration side. Thereafter, a series of processes similar to those described above were repeated to obtain a product feed continuously. The reactions described in the following examples and comparative examples were also operated in the same procedure, and only the raw material gas circulation time, the regeneration treatment time, and the nitrogen purge (3) time were changed. Table 32 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表33に示す。原料ガス流通時間4995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく安定的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 33 shows the raw material gas flow time, the conversion rate, and the yield of each product. It was possible to obtain a product feed stably without significantly reducing the conversion rate, benzene yield, toluene yield and xylene yield until the raw material gas circulation time of 4995 minutes.
実施例14
実施例13により得られたMFI型ゼオライトを芳香族化合物製造触媒とし、原料として1−ブテン20mol%、2−ブテン20mol%、イソブテン20mol%、n−ブタン20mol%、イソブタン20mol%の混合物を用い、上記した条件にて芳香族化合物への転化反応を行った。
Example 14
The MFI zeolite obtained in Example 13 was used as an aromatic compound production catalyst, and a mixture of 1-butene 20 mol%, 2-butene 20 mol%, isobutene 20 mol%, n-butane 20 mol%, isobutane 20 mol% was used as a raw material. A conversion reaction to an aromatic compound was performed under the conditions described above.
各工程におけるガスの流通時間を表32に示す。原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表34に示す。原料ガス流通時間5995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく安定的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 32 shows the gas circulation time in each step. Table 34 shows the raw material gas flow time, the conversion rate, and the yield of each product. It was possible to obtain a product feed stably without significantly reducing the conversion rate, benzene yield, toluene yield and xylene yield until the raw material gas circulation time of 5995 minutes.
実施例15
実施例13に記載のMFI型ゼオライトを触媒として、1−ブテン29mol%、2−ブテン17mol%、イソブテン47mol%、n−ブタン5mol%、イソブタン2mol%の混合物を原料とした転化反応を行った。なお、本実施例で用いた原料組成は、通常のナフサ分解によるC4留分から1、3−ブタジエンを除いた混合物を想定したものである。
Example 15
Using the MFI zeolite described in Example 13 as a catalyst, a conversion reaction was performed using a mixture of 29 mol% of 1-butene, 17 mol% of 2-butene, 47 mol% of isobutene, 5 mol% of n-butane, and 2 mol% of isobutane as raw materials. In addition, the raw material composition used in the present example assumes a mixture obtained by removing 1,3-butadiene from a C4 fraction obtained by ordinary naphtha decomposition.
各工程におけるガスの流通時間を表32に示す。原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表35に示す。原料ガス流通時間5995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく安定的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 32 shows the gas circulation time in each step. Table 35 shows the raw material gas flow time, the conversion rate, and the yield of each product. It was possible to obtain a product feed stably without significantly reducing the conversion rate, benzene yield, toluene yield and xylene yield until the raw material gas circulation time of 5995 minutes.
実施例16
実施例13に記載のMFI型ゼオライトを触媒として、1−ブテン49mol%、2−ブテン29mol%、イソブテン10mol%、n−ブタン9mol%、イソブタン3mol%の混合物を原料とした転化反応を行った。なお、本実施例で用いた原料組成は、通常のナフサ分解によるC4留分から1、3−ブタジエンおよびイソブテンの一部を除いた混合物を想定したものである。
Example 16
Using the MFI zeolite described in Example 13 as a catalyst, a conversion reaction was carried out using a mixture of 1-butene 49 mol%, 2-butene 29 mol%, isobutene 10 mol%, n-butane 9 mol%, and isobutane 3 mol% as raw materials. In addition, the raw material composition used in the present example assumes a mixture obtained by removing a part of 1,3-butadiene and isobutene from a C4 fraction obtained by ordinary naphtha decomposition.
各工程におけるガスの流通時間を表32に示す。原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表36に示す。原料ガス流通時間5995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく安定的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 32 shows the gas circulation time in each step. Table 36 shows the raw material gas flow time, the conversion rate, and the yield of each product. It was possible to obtain a product feed stably without significantly reducing the conversion rate, benzene yield, toluene yield and xylene yield until the raw material gas circulation time of 5995 minutes.
実施例17
TPA臭化物と水酸化ナトリウムの水溶液に水酸化アルミニウムを溶解させた。得られた水溶液にテトラエトキシシランを添加した後、MFI型ゼオライトを当該水溶液に種晶として加え原料組成物とした。発生したエタノールは蒸発させて除いた。
Example 17
Aluminum hydroxide was dissolved in an aqueous solution of TPA bromide and sodium hydroxide. After adding tetraethoxysilane to the obtained aqueous solution, MFI-type zeolite was added as a seed crystal to the aqueous solution to obtain a raw material composition. The generated ethanol was removed by evaporation.
上記原料組成物において、組成は以下のとおりである。 In the raw material composition, the composition is as follows.
SiO2/Al2O3モル比=28、TPA/Siモル比=0.05、Na/Siモル比=0.17、OH/Siモル比=0.17、H2O/Siモル比=10
この原料組成物を実施例13と同様に反応、及び処理してMFI型ゼオライトを得た。得られたMFI型ゼオライトの平均粒子径は27nm、SiO2/Al2O3モル比は26であった。得られたMFI型ゼオライト中に存在するメソ細孔の全細孔容積は0.41ml/gであった。
SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio = 28, TPA / Si molar ratio = 0.05, Na / Si molar ratio = 0.17, OH / Si molar ratio = 0.17, H 2 O / Si molar ratio = 10
This raw material composition was reacted and treated in the same manner as in Example 13 to obtain an MFI type zeolite. The obtained MFI-type zeolite had an average particle size of 27 nm and a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 26. The total pore volume of mesopores present in the obtained MFI-type zeolite was 0.41 ml / g.
得られたMFI型ゼオライトの細孔分布曲線における均一メソ細孔のピークの半値幅は15nm、中心値は17nmであった。また、その均一メソ細孔の細孔容積は0.38ml/gであり、メソ細孔の全細孔容積に占める均一メソ細孔の細孔容積の割合は92%であった。 The full width at half maximum of the peak of uniform mesopores in the pore distribution curve of the obtained MFI type zeolite was 15 nm, and the center value was 17 nm. Moreover, the pore volume of the uniform mesopores was 0.38 ml / g, and the ratio of the pore volume of the uniform mesopores to the total pore volume of the mesopores was 92%.
得られたMFI型ゼオライトの物性を表31に示す。 Table 31 shows the physical properties of the obtained MFI-type zeolite.
得られたMFI型ゼオライトを触媒として、1−ブテン50mol%と2−ブテン50mol%の混合物を原料とした転化反応を行った。 Using the obtained MFI-type zeolite as a catalyst, a conversion reaction was performed using a mixture of 1-butene 50 mol% and 2-butene 50 mol% as a raw material.
各工程におけるガスの流通時間を表2に示す。原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表37に示す。原料ガス流通時間4995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく安定的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 2 shows the gas circulation time in each step. Table 37 shows the raw material gas flow time, the conversion rate, and the yield of each product. It was possible to obtain a product feed stably without significantly reducing the conversion rate, benzene yield, toluene yield and xylene yield until the raw material gas circulation time of 4995 minutes.
実施例18
実施例17に記載のMFI型ゼオライトを触媒として、1−ブテン20mol%、2−ブテン20mol%、イソブテン20mol%、n−ブタン20mol%、イソブタン20mol%の混合物を原料とした転化反応を行った。
Example 18
Using the MFI zeolite described in Example 17 as a catalyst, a conversion reaction was performed using a mixture of 1-butene 20 mol%, 2-butene 20 mol%, isobutene 20 mol%, n-butane 20 mol%, and isobutane 20 mol% as raw materials.
各工程におけるガスの流通時間を表32に示す。原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表38に示す。原料ガス流通時間5995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく安定的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 32 shows the gas circulation time in each step. Table 38 shows the raw material gas flow time, the conversion rate, and the yield of each product. It was possible to obtain a product feed stably without significantly reducing the conversion rate, benzene yield, toluene yield and xylene yield until the raw material gas circulation time of 5995 minutes.
実施例19
実施例17に記載のMFI型ゼオライトを触媒として、1−ブテン29mol%、2−ブテン17mol%、イソブテン47mol%、n−ブタン5mol%、イソブタン2mol%の混合物を原料とした転化反応を行った。なお、本実施例で用いた原料組成は、通常のナフサ分解のC4留分から1、3−ブタジエンを除いた混合物を想定したものである。
Example 19
Using the MFI zeolite described in Example 17 as a catalyst, a conversion reaction was carried out using a mixture of 29 mol% of 1-butene, 17 mol% of 2-butene, 47 mol% of isobutene, 5 mol% of n-butane, and 2 mol% of isobutane. In addition, the raw material composition used in the present example assumes a mixture obtained by removing 1,3-butadiene from a C4 fraction obtained by ordinary naphtha decomposition.
各工程におけるガスの流通時間を表32に示す。原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表39に示す。原料ガス流通時間5995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく安定的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 32 shows the gas circulation time in each step. Table 39 shows the feed gas circulation time, the conversion rate, and the yield of each product. It was possible to obtain a product feed stably without significantly reducing the conversion rate, benzene yield, toluene yield and xylene yield until the raw material gas circulation time of 5995 minutes.
実施例20
実施例17に記載のMFI型ゼオライトを触媒として、1−ブテン49mol%、2−ブテン29mol%、イソブテン10mol%、n−ブタン9mol%、イソブタン3mol%の混合物を原料とした転化反応を行った。なお、本実施例で用いた原料組成は、通常のナフサ分解のC4留分から1、3−ブタジエンおよびイソブテンの一部を除いた混合物を想定したものである。
Example 20
Using the MFI zeolite described in Example 17 as a catalyst, a conversion reaction was carried out using a mixture of 49 mol% of 1-butene, 29 mol% of 2-butene, 10 mol% of isobutene, 9 mol% of n-butane and 3 mol% of isobutane as raw materials. In addition, the raw material composition used in the present example assumes a mixture obtained by removing a part of 1,3-butadiene and isobutene from a C4 fraction obtained by ordinary naphtha decomposition.
各工程におけるガスの流通時間を表32に示す。原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表40に示す。原料ガス流通時間5995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく安定的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 32 shows the gas circulation time in each step. Table 40 shows the raw material gas circulation time, the conversion rate, and the yield of each product. It was possible to obtain a product feed stably without significantly reducing the conversion rate, benzene yield, toluene yield and xylene yield until the raw material gas circulation time of 5995 minutes.
比較例15
水酸化ナトリウムの水溶液に水酸化アルミニウムを溶解させた。得られた水溶液にテトラエトキシシランを添加して懸濁させた。得られた懸濁液にMFI型ゼオライトを種晶として加え原料組成物とした。発生したエタノールは蒸発させて除いた。
Comparative Example 15
Aluminum hydroxide was dissolved in an aqueous solution of sodium hydroxide. Tetraethoxysilane was added to the obtained aqueous solution and suspended. MFI-type zeolite was added as seed crystals to the resulting suspension to obtain a raw material composition. The generated ethanol was removed by evaporation.
上記原料組成物において、組成は以下のとおりである。 In the raw material composition, the composition is as follows.
SiO2/Al2O3モル比=48、Na/Siモル比=0.18、OH/Siモル比=0.18、H2O/Siモル比=18
この原料組成物を、結晶化温度を180℃にした以外は実施例1と同様に反応、及び処理してMFI型ゼオライトを得た。得られたMFI型ゼオライトの平均粒子径は115nm、SiO2/Al2O3モル比は42であった。得られたMFI型ゼオライト中に存在するメソ細孔の全細孔容積は0.05ml/gであった。
SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio = 48, Na / Si molar ratio = 0.18, OH / Si molar ratio = 0.18, H 2 O / Si molar ratio = 18
This raw material composition was reacted and treated in the same manner as in Example 1 except that the crystallization temperature was 180 ° C. to obtain an MFI type zeolite. The obtained MFI-type zeolite had an average particle size of 115 nm and a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 42. The total pore volume of mesopores present in the obtained MFI-type zeolite was 0.05 ml / g.
また、得られたMFI型ゼオライトの細孔分布曲線における均一メソ細孔のピークの半値幅は0.3nm、中心値は4nmであった。また、その均一メソ細孔の細孔容積は0.01ml/gであり、メソ細孔の全細孔容積に占める均一メソ細孔の細孔容積の割合は26%であった。 Further, the half width of the peak of uniform mesopores in the pore distribution curve of the obtained MFI type zeolite was 0.3 nm, and the center value was 4 nm. Moreover, the pore volume of the uniform mesopores was 0.01 ml / g, and the ratio of the pore volume of the uniform mesopores to the total pore volume of the mesopores was 26%.
得られたMFI型ゼオライトの物性を表31に示す。 Table 31 shows the physical properties of the obtained MFI-type zeolite.
得られたMFI型ゼオライトを触媒として、1−ブテン50mol%と2−ブテン50mol%の混合物を原料とした転化反応を行った。 Using the obtained MFI-type zeolite as a catalyst, a conversion reaction was performed using a mixture of 1-butene 50 mol% and 2-butene 50 mol% as a raw material.
各工程におけるガスの流通時間を表32に示す。 Table 32 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表41に示す。原料ガス流通時間4995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言い難いものであった。 Table 41 shows the raw material gas circulation time, the conversion rate, and the yield of each product. The conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield were repeatedly increased and decreased within a certain range until the raw material gas circulation time of 4995 minutes, and it was difficult to say stable production.
比較例16
比較例15に記載のMFI型ゼオライトを触媒として、1−ブテン20mol%、2−ブテン20mol%、イソブテン20mol%、n−ブタン20mol%、イソブタン20mol%の混合物を原料とした転化反応を行った。
Comparative Example 16
Using the MFI zeolite described in Comparative Example 15 as a catalyst, a conversion reaction was carried out using a mixture of 1-butene 20 mol%, 2-butene 20 mol%, isobutene 20 mol%, n-butane 20 mol%, and isobutane 20 mol% as raw materials.
各工程におけるガスの流通時間を表32に示す。 Table 32 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表42に示す。原料ガス流通時間5995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言い難いものであった。 Table 42 shows the raw material gas flow time, the conversion rate, and the yield of each product. Up to the raw material gas circulation time of 5995 minutes, the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield repeatedly increased and decreased within a certain range, and it was difficult to say stable production.
比較例17
比較例15に記載のMFI型ゼオライトを触媒として、1−ブテン29mol%、2−ブテン17mol%、イソブテン47mol%、n−ブタン5mol%、イソブタン2mol%の混合物を原料とした転化反応を行った。
Comparative Example 17
Using the MFI zeolite described in Comparative Example 15 as a catalyst, a conversion reaction was carried out using a mixture of 29 mol% 1-butene, 17 mol% 2-butene, 47 mol% isobutene, 5 mol% n-butane, and 2 mol% isobutane as raw materials.
各工程におけるガスの流通時間を表32に示す。 Table 32 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表43に示す。原料ガス流通時間5995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言い難いものであった。 Table 43 shows the feed gas flow time, the conversion rate, and the yield of each product. Up to the raw material gas circulation time of 5995 minutes, the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield repeatedly increased and decreased within a certain range, and it was difficult to say stable production.
比較例18
比較例15に記載のMFI型ゼオライトを触媒として、1−ブテン49mol%、2−ブテン29mol%、イソブテン10mol%、n−ブタン9mol%、イソブタン3mol%の混合物を原料とした転化反応を行った。
Comparative Example 18
Using the MFI zeolite described in Comparative Example 15 as a catalyst, a conversion reaction was carried out using a mixture of 1-butene 49 mol%, 2-butene 29 mol%, isobutene 10 mol%, n-butane 9 mol%, and isobutane 3 mol% as raw materials.
各工程におけるガスの流通時間を表32に示す。 Table 32 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表44に示す。原料ガス流通時間5995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言い難いものであった。 Table 44 shows the raw material gas flow time, the conversion rate, and the yield of each product. Up to the raw material gas circulation time of 5995 minutes, the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield repeatedly increased and decreased within a certain range, and it was difficult to say stable production.
比較例19
TPA水酸化物と水酸化ナトリウムの水溶液に水酸化アルミニウムを溶解させた。得られた水溶液にテトラエトキシシランを添加して懸濁させた。得られた懸濁液にMFI型ゼオライトを種晶として加え原料組成物とした。発生したエタノールは蒸発させて除いた。
Comparative Example 19
Aluminum hydroxide was dissolved in an aqueous solution of TPA hydroxide and sodium hydroxide. Tetraethoxysilane was added to the obtained aqueous solution and suspended. MFI-type zeolite was added as seed crystals to the resulting suspension to obtain a raw material composition. The generated ethanol was removed by evaporation.
上記原料組成物において、組成は以下のとおりである。 In the raw material composition, the composition is as follows.
SiO2/Al2O3モル比=59、TPA/Siモル比=0.20、Na/Siモル比=0.06、OH/Siモル比=0.26、H2O/Siモル比=10
この原料組成物を実施例13と同様に反応、及び処理してMFI型ゼオライトを得た。得られたMFI型ゼオライトの平均粒子径は42nm、SiO2/Al2O3モル比は49であった。得られたMFI型ゼオライト中に存在するメソ細孔の全細孔容積は0.20ml/gであった。
SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio = 59, TPA / Si molar ratio = 0.20, Na / Si molar ratio = 0.06, OH / Si molar ratio = 0.26, H 2 O / Si molar ratio = 10
This raw material composition was reacted and treated in the same manner as in Example 13 to obtain an MFI type zeolite. The obtained MFI-type zeolite had an average particle size of 42 nm and a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 49. The total pore volume of mesopores present in the obtained MFI-type zeolite was 0.20 ml / g.
また、得られたMFI型ゼオライトの細孔分布曲線における均一メソ細孔のピークの半値幅は3nm、中心値は6nmであった。また、均一メソ細孔の細孔容積は0.04ml/gであり、メソ細孔の全細孔容積に占める均一メソ細孔の細孔容積の割合は23%であった。 Further, the half width of the peak of uniform mesopores in the pore distribution curve of the obtained MFI type zeolite was 3 nm, and the center value was 6 nm. Further, the pore volume of the uniform mesopores was 0.04 ml / g, and the ratio of the pore volume of the uniform mesopores to the total pore volume of the mesopores was 23%.
得られたMFI型ゼオライトの物性を表31に示す。 Table 31 shows the physical properties of the obtained MFI-type zeolite.
得られたMFI型ゼオライトを触媒として、1−ブテン50mol%と2−ブテン50mol%の混合物を原料とした転化反応を行った。 Using the obtained MFI-type zeolite as a catalyst, a conversion reaction was performed using a mixture of 1-butene 50 mol% and 2-butene 50 mol% as a raw material.
各工程におけるガスの流通時間を表32に示す。 Table 32 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表45に示す。原料ガス流通時間4995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言い難いものであった。 Table 45 shows the feed gas flow time, the conversion rate, and the yield of each product. The conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield were repeatedly increased and decreased within a certain range until the raw material gas circulation time of 4995 minutes, and it was difficult to say stable production.
比較例20
比較例19に記載のMFI型ゼオライトを触媒として、1−ブテン20mol%、2−ブテン20mol%、イソブテン20mol%、n−ブタン20mol%、イソブタン20mol%の混合物を原料とした転化反応を行った。
Comparative Example 20
Using the MFI zeolite described in Comparative Example 19 as a catalyst, a conversion reaction was carried out using a mixture of 1-butene 20 mol%, 2-butene 20 mol%, isobutene 20 mol%, n-butane 20 mol% and isobutane 20 mol% as raw materials.
各工程におけるガスの流通時間を表32に示す。 Table 32 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表46に示す。原料ガス流通時間5995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言い難いものであった。 Table 46 shows the raw material gas flow time, the conversion rate, and the yield of each product. Up to the raw material gas circulation time of 5995 minutes, the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield repeatedly increased and decreased within a certain range, and it was difficult to say stable production.
比較例21
比較例19に記載のMFI型ゼオライトを触媒として、1−ブテン29mol%、2−ブテン17mol%、イソブテン47mol%、n−ブタン5mol%、イソブタン2mol%の混合物を原料とした転化反応を行った。
Comparative Example 21
Using the MFI zeolite described in Comparative Example 19 as a catalyst, a conversion reaction was carried out using a mixture of 29 mol% of 1-butene, 17 mol% of 2-butene, 47 mol% of isobutene, 5 mol% of n-butane, and 2 mol% of isobutane as raw materials.
各工程におけるガスの流通時間を表32に示す。 Table 32 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表47に示す。原料ガス流通時間5995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言い難いものであった。 Table 47 shows the raw material gas flow time, the conversion rate, and the yield of each product. Up to the raw material gas circulation time of 5995 minutes, the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield repeatedly increased and decreased within a certain range, and it was difficult to say stable production.
比較例22
比較例19に記載のMFI型ゼオライトを触媒として、1−ブテン49mol%と2−ブテン29mol%、イソブテン10mol%、n−ブタン9mol%、イソブタン3mol%の混合物を原料とした転化反応を行った。
Comparative Example 22
Using the MFI zeolite described in Comparative Example 19 as a catalyst, a conversion reaction was carried out using a mixture of 49 mol% 1-butene and 29 mol% 2-butene, 10 mol% isobutene, 9 mol% n-butane, and 3 mol% isobutane as raw materials.
各工程におけるガスの流通時間を表32に示す。 Table 32 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表48に示す。原料ガス流通時間5995分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言い難いものであった。 Table 48 shows the raw material gas circulation time, the conversion rate, and the yield of each product. Up to the raw material gas circulation time of 5995 minutes, the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield repeatedly increased and decreased within a certain range, and it was difficult to say stable production.
実施例21
テトラプロピルアンモニウム(以降、TPAと略記する場合がある。)水酸化物と水酸化ナトリウムの水溶液に不定形アルミノシリケートゲルを添加して懸濁させた。得られた懸濁液にMFI型ゼオライトを種晶として加え原料組成物とした。その際の種晶の添加量は、原料組成物中のAl2O3とSiO2の重量に対して、0.7重量%とした。また、副生したエタノールは蒸発させて除いた。
Example 21
Amorphous aluminosilicate gel was added and suspended in an aqueous solution of tetrapropylammonium (hereinafter sometimes abbreviated as TPA) hydroxide and sodium hydroxide. MFI-type zeolite was added as seed crystals to the resulting suspension to obtain a raw material composition. The amount of seed crystals added at that time was 0.7% by weight with respect to the weight of Al 2 O 3 and SiO 2 in the raw material composition. By-produced ethanol was removed by evaporation.
該原料組成物の組成は以下のとおりである。
SiO2/Al2O3モル比=44、TPA/Siモル比=0.05、Na/Siモル比=0.16、OH/Siモル比=0.21、H2O/Siモル比=10
得られた原料組成物をステンレス製オートクレーブに密閉し、115℃で攪拌しながら4日間結晶化させ、スラリー状混合液を得た。結晶化後のスラリー状混合液を遠心沈降機で固液分離した後、十分量の純水で固体粒子を洗浄し、110℃で乾燥して乾燥粉末を得た。
The composition of the raw material composition is as follows.
SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio = 44, TPA / Si molar ratio = 0.05, Na / Si molar ratio = 0.16, OH / Si molar ratio = 0.21, H 2 O / Si molar ratio = 10
The obtained raw material composition was sealed in a stainless steel autoclave and crystallized with stirring at 115 ° C. for 4 days to obtain a slurry mixture. The slurry-like mixed liquid after crystallization was subjected to solid-liquid separation with a centrifugal settling machine, and then the solid particles were washed with a sufficient amount of pure water and dried at 110 ° C. to obtain a dry powder.
得られた乾燥粉末10gを、550℃で1時間焼成後、60℃、20重量%の塩化アンモニウム水溶液100ml中で20時間交換、ろ過、洗浄してアンモニウム型のMFI型ゼオライトとした。その後、アンモニウム型のMFI型ゼオライトを550℃で1時間焼成して、MFI型ゼオライトを得た。 10 g of the obtained dry powder was calcined at 550 ° C. for 1 hour, then exchanged, filtered and washed in 100 ml of a 20 wt% ammonium chloride aqueous solution at 60 ° C. for 20 hours to obtain an ammonium type MFI zeolite. Thereafter, the ammonium type MFI zeolite was calcined at 550 ° C. for 1 hour to obtain an MFI type zeolite.
得られたMFI型ゼオライトは、平均粒子径26nm、SiO2/Al2O3モル比は40、凝集径は46μmであった。得られたMFI型ゼオライト中に存在するメソ細孔の全細孔容積は0.39ml/gであった。また、細孔分布曲線におけるメソ細孔分布曲線はピークを有し、均一メソ細孔のピークの半値幅は9nm、μ=16nmであった。また、均一メソ細孔の細孔容積は0.31ml/gであり、メソ細孔の全細孔容積に占める均一メソ細孔の細孔容積の割合は79%であった。得られたMFI型ゼオライトの物性を表49に示す。また、得られたMFI型ゼオライトの粉末X線回折では、0.1〜3度の範囲にピークは存在せず、メソ細孔が不規則に連結していることが示されている。 The obtained MFI-type zeolite had an average particle diameter of 26 nm, a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 40, and an agglomerated diameter of 46 μm. The total pore volume of mesopores present in the obtained MFI-type zeolite was 0.39 ml / g. Further, the mesopore distribution curve in the pore distribution curve had a peak, and the half width of the peak of the uniform mesopore was 9 nm and μ = 16 nm. Moreover, the pore volume of uniform mesopores was 0.31 ml / g, and the ratio of the pore volume of uniform mesopores to the total pore volume of mesopores was 79%. Table 49 shows the physical properties of the obtained MFI-type zeolite. Moreover, in the powder X-ray diffraction of the obtained MFI type zeolite, no peak exists in the range of 0.1 to 3 degrees, and it is shown that the mesopores are irregularly connected.
得られたMFI型ゼオライトを芳香族化合物製造触媒とし、1−ヘキセン50mol%と2−ヘキセン50mol%を原料とし、上記した条件にて芳香族化合物の製造を行った。その際のスイング式反応器の反応側、再生側の各条件は、以下の通りである。 The obtained MFI-type zeolite was used as an aromatic compound production catalyst, and 1-hexene 50 mol% and 2-hexene 50 mol% were used as raw materials, and an aromatic compound was produced under the conditions described above. The conditions on the reaction side and the regeneration side of the swing reactor at that time are as follows.
(反応側)
600℃で加熱した反応管に対し、原料ガスを430分流通し、次いで、原料ガスフィードを再生側の反応管方向にただちに切り替えた。
(Reaction side)
The source gas was circulated for 430 minutes through the reaction tube heated at 600 ° C., and then the source gas feed was immediately switched in the direction of the reaction tube on the regeneration side.
(再生側)
反応側の反応管の原料ガスフィードが開始すると同時に、600℃で加熱した再生側の反応管に対し窒素パージ(1)を開始し、30分間窒素パージを行い、反応管内を十分に窒素雰囲気に置換した。次いで、供給ガスを窒素から空気にただちに切り替え、10分間空気パージを行い、反応管内を十分に空気雰囲気に置換した。次いで、60分間空気を流通させ芳香族化合物製造触媒の再生処理を行った。次いで、供給ガスを空気から窒素にただちに切り替え、10分間窒素パージ(2)を行い反応管内を十分に窒素雰囲気に置換した。続いて、窒素パージ(3)を320分間行い、反応管内を十分に窒素雰囲気に置換した。次いで、窒素ガスフィードラインを反応側の反応管方向にただちに切り替えると同時に、再生側の反応管に原料ガスフィードを開始した。以後、上記と同様の一連の処理を繰り返し行い、連続的に生成物フィードを得た。なお、以後の実施例、比較例に記載の反応でも同様の手順で運転を行い、原料ガス流通時間、および窒素パージ(3)時間のみを変更した。各工程におけるガスの流通時間を表50に示す。
(Playback side)
At the same time as the feed gas feed of the reaction side reaction tube is started, a nitrogen purge (1) is started on the regeneration side reaction tube heated at 600 ° C. Replaced. Next, the supply gas was immediately switched from nitrogen to air, and an air purge was performed for 10 minutes to sufficiently replace the inside of the reaction tube with an air atmosphere. Next, the aromatic compound production catalyst was regenerated by circulating air for 60 minutes. Subsequently, the supply gas was immediately switched from air to nitrogen, and nitrogen purge (2) was performed for 10 minutes to sufficiently replace the inside of the reaction tube with a nitrogen atmosphere. Subsequently, nitrogen purge (3) was performed for 320 minutes to sufficiently replace the inside of the reaction tube with a nitrogen atmosphere. Subsequently, the nitrogen gas feed line was immediately switched in the direction of the reaction tube on the reaction side, and at the same time, the feed of the raw material gas was started in the reaction tube on the regeneration side. Thereafter, a series of processes similar to those described above were repeated to obtain a product feed continuously. In the reactions described in the following examples and comparative examples, the operation was performed in the same procedure, and only the material gas circulation time and the nitrogen purge (3) time were changed. Table 50 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表51に示す。原料ガス流通時間4295分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく安定的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 51 shows the raw material gas flow time, the conversion rate, and the yield of each product. Up to a raw material gas circulation time of 4295 minutes, it was possible to stably obtain a product feed without any significant decrease in conversion, benzene yield, toluene yield, and xylene yield.
実施例22
実施例21により得られたMFI型ゼオライトを芳香族化合物製造触媒とし、原料として1−ヘキセン50mol%と3−ヘキセン50mol%の混合物を用い、上記した条件にて芳香族化合物への転化反応を行った。
Example 22
The MFI-type zeolite obtained in Example 21 was used as an aromatic compound production catalyst, and a mixture of 1-hexene 50 mol% and 3-hexene 50 mol% was used as a raw material, and a conversion reaction to an aromatic compound was performed under the conditions described above. It was.
各工程におけるガスの流通時間を表50に示す。原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表52に示す。原料ガス流通時間4195分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく安定的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 50 shows the gas circulation time in each step. Table 52 shows the raw material gas flow time, the conversion rate, and the yield of each product. It was possible to obtain a product feed stably without significantly reducing the conversion rate, benzene yield, toluene yield and xylene yield until the raw material gas circulation time of 4195 minutes.
実施例23
実施例21により得られたMFI型ゼオライトを芳香族化合物製造触媒とし、原料として1−ヘキセン50mol%とn−ヘキサン50mol%の混合物を用い、上記した条件にて芳香族化合物への転化反応を行った。
Example 23
The MFI-type zeolite obtained in Example 21 was used as an aromatic compound production catalyst, and a mixture reaction of 50 mol% 1-hexene and 50 mol% n-hexane was used as a raw material, and a conversion reaction to an aromatic compound was performed under the above-described conditions. It was.
各工程におけるガスの流通時間を表50に示す。原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表53に示す。原料ガス流通時間7295分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく安定的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 50 shows the gas circulation time in each step. Table 53 shows the raw material gas circulation time, the conversion rate, and the yield of each product. It was possible to obtain a product feed stably without any significant decrease in the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield until the raw material gas circulation time of 7295 minutes.
実施例24
実施例21により得られたMFI型ゼオライトを芳香族化合物製造触媒とし、原料としてn−ヘキサン50mol%とシクロヘキサン50mol%の混合物を用い、上記した条件にて芳香族化合物への転化反応を行った。
Example 24
The MFI-type zeolite obtained in Example 21 was used as an aromatic compound production catalyst, and a mixture of n-hexane 50 mol% and cyclohexane 50 mol% was used as a raw material, and a conversion reaction to an aromatic compound was performed under the conditions described above.
各工程におけるガスの流通時間を表50に示す。原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表54に示す。原料ガス流通時間8895分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく安定的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 50 shows the gas circulation time in each step. Table 54 shows the raw material gas flow time, the conversion rate, and the yield of each product. It was possible to obtain a product feed stably without any significant decrease in the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield until the raw material gas circulation time of 8895 minutes.
実施例25
TPA臭化物と水酸化ナトリウムの水溶液に水酸化アルミニウムを溶解させた。得られた水溶液にテトラエトキシシランを添加した後、MFI型ゼオライトを当該水溶液に種晶として加え原料組成物とし、副生したエタノールは蒸発させて除いた。
Example 25
Aluminum hydroxide was dissolved in an aqueous solution of TPA bromide and sodium hydroxide. After adding tetraethoxysilane to the obtained aqueous solution, MFI-type zeolite was added as a seed crystal to the aqueous solution to form a raw material composition, and ethanol produced as a by-product was removed by evaporation.
該原料組成物において、組成は以下のとおりである。 In the raw material composition, the composition is as follows.
SiO2/Al2O3モル比=28、TPA/Siモル比=0.05、Na/Siモル比=0.17、OH/Siモル比=0.17、H2O/Siモル比=10
該原料組成物を実施例21と同様の方法により反応、処理してMFI型ゼオライトを得た。
SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio = 28, TPA / Si molar ratio = 0.05, Na / Si molar ratio = 0.17, OH / Si molar ratio = 0.17, H 2 O / Si molar ratio = 10
The raw material composition was reacted and treated in the same manner as in Example 21 to obtain MFI type zeolite.
得られたMFI型ゼオライトは、平均粒子径26nm、SiO2/Al2O3モル比は26であった。得られたMFI型ゼオライト中に存在するメソ細孔の全細孔容積は0.42ml/gであり、細孔分布曲線におけるメソ細孔分布曲線はピークを有し、均一メソ細孔のピークの半値幅は15nm、μ=17nmであった。また、その均一メソ細孔の細孔容積は0.39ml/gであり、メソ細孔の全細孔容積に占める均一メソ細孔の細孔容積の割合は91%であった。得られたMFI型ゼオライトの物性を表1に示す。また、得られたMFI型ゼオライトの粉末X線回折では、0.1〜3度の範囲にピークは存在せず、メソ細孔が不規則に連結していることが示されている。 The obtained MFI-type zeolite had an average particle diameter of 26 nm and a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 26. The total pore volume of the mesopores present in the obtained MFI type zeolite is 0.42 ml / g, the mesopore distribution curve in the pore distribution curve has a peak, and the peak of the uniform mesopore The half width was 15 nm and μ = 17 nm. The pore volume of the uniform mesopores was 0.39 ml / g, and the ratio of the pore volume of the uniform mesopores to the total pore volume of the mesopores was 91%. Table 1 shows the physical properties of the obtained MFI-type zeolite. Moreover, in the powder X-ray diffraction of the obtained MFI type zeolite, no peak exists in the range of 0.1 to 3 degrees, and it is shown that the mesopores are irregularly connected.
得られたMFI型ゼオライトを芳香族化合物製造触媒とし、1−ヘキセン50mol%と2−ヘキセン50mol%の混合物を原料とし、上記した条件にて芳香族化合物への転化反応を行った。 The obtained MFI-type zeolite was used as an aromatic compound production catalyst, and a mixture of 1-hexene 50 mol% and 2-hexene 50 mol% was used as a raw material, and a conversion reaction into an aromatic compound was performed under the above-described conditions.
各工程におけるガスの流通時間を表50に示す。 Table 50 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表55に示す。原料ガス流通時間4295分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく安定的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 55 shows the raw material gas circulation time, the conversion rate, and the yield of each product. Up to a raw material gas circulation time of 4295 minutes, it was possible to stably obtain a product feed without any significant decrease in conversion, benzene yield, toluene yield, and xylene yield.
実施例26
実施例25により得られたMFI型ゼオライトを芳香族化合物製造触媒とし、1−ヘキセン50mol%と3−ヘキセン50mol%の混合物を原料とした芳香族化合物への転化反応を行った。反応は上記した条件下で行った。
Example 26
The MFI type zeolite obtained in Example 25 was used as an aromatic compound production catalyst, and a conversion reaction to an aromatic compound was performed using a mixture of 1-hexene 50 mol% and 3-hexene 50 mol% as a raw material. The reaction was performed under the conditions described above.
各工程におけるガスの流通時間を表50に示す。原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表56に示す。原料ガス流通時間4195分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく連続的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 50 shows the gas circulation time in each step. Table 56 shows the raw material gas flow time, the conversion rate, and the yield of each product. It was possible to obtain a product feed continuously until the conversion rate, the benzene yield, the toluene yield, and the xylene yield were not greatly reduced until the raw material gas circulation time of 4195 minutes.
実施例27
実施例25により得られたMFI型ゼオライトを芳香族化合物製造触媒とし、1−ヘキセン50mol%とn−ヘキサン50mol%の混合物を原料とした芳香族化合物への転化反応を行った。反応は上記した条件下で行った。
Example 27
Using the MFI-type zeolite obtained in Example 25 as an aromatic compound production catalyst, a conversion reaction to an aromatic compound was performed using a mixture of 1-hexene 50 mol% and n-hexane 50 mol% as a raw material. The reaction was performed under the conditions described above.
各工程におけるガスの流通時間を表50に示す。原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表57に示す。原料ガス流通時間7295分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく連続的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 50 shows the gas circulation time in each step. Table 57 shows the raw material gas flow time, the conversion rate, and the yield of each product. It was possible to obtain a product feed continuously until the conversion time, benzene yield, toluene yield, and xylene yield were not significantly reduced until the feed gas flow time of 7295 minutes.
実施例28
実施例25により得られたMFI型ゼオライトを芳香族化合物製造触媒とし、n−ヘキサン50mol%とシクロヘキサン50mol%を原料とした芳香族化合物への転化反応を行った。反応は上記した条件下で行った。
Example 28
Using the MFI-type zeolite obtained in Example 25 as an aromatic compound production catalyst, a conversion reaction to an aromatic compound using n-hexane 50 mol% and cyclohexane 50 mol% as raw materials was performed. The reaction was performed under the conditions described above.
各工程におけるガスの流通時間を表50に示す。原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表58に示す。原料ガス流通時間8895分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率がいずれも大きく低下することなく連続的に生成物フィードを得ることが可能であった。 Table 50 shows the gas circulation time in each step. Table 58 shows the raw material gas flow time, the conversion rate, and the yield of each product. Until the feed gas flow time of 8895 minutes, it was possible to obtain a product feed continuously without any significant decrease in conversion, benzene yield, toluene yield, or xylene yield.
比較例23
水酸化ナトリウムの水溶液に水酸化アルミニウムを溶解させた。得られた水溶液にテトラエトキシシランを添加して懸濁させた。得られた懸濁液にMFI型ゼオライトを種晶として加え原料組成物とした。副生したエタノールは蒸発させて除いた。
Comparative Example 23
Aluminum hydroxide was dissolved in an aqueous solution of sodium hydroxide. Tetraethoxysilane was added to the obtained aqueous solution and suspended. MFI-type zeolite was added as seed crystals to the resulting suspension to obtain a raw material composition. By-product ethanol was removed by evaporation.
該原料組成物における組成は以下のとおりである。 The composition of the raw material composition is as follows.
SiO2/Al2O3モル比=48、Na/Siモル比=0.18、OH/Siモル比=0.18、H2O/Siモル比=18
該原料組成物を、結晶化温度を180℃にした以外は、実施例21と同様の方法により反応、処理してMFI型ゼオライトを得た。
SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio = 48, Na / Si molar ratio = 0.18, OH / Si molar ratio = 0.18, H 2 O / Si molar ratio = 18
The raw material composition was reacted and treated in the same manner as in Example 21 except that the crystallization temperature was changed to 180 ° C. to obtain MFI-type zeolite.
得られたMFI型ゼオライトは、平均粒子径115nm、SiO2/Al2O3モル比は42であった。得られたMFI型ゼオライト中に存在するメソ細孔の全細孔容積は0.05ml/gであり、細孔分布曲線における均一メソ細孔のピークの半値幅は0.3nm、μ=4nmであった。また、その均一メソ細孔の細孔容積は0.01ml/gであり、メソ細孔の全細孔容積に占める均一メソ細孔の細孔容積の割合は26%であった。得られたMFI型ゼオライトの物性を表49に示す。 The obtained MFI-type zeolite had an average particle diameter of 115 nm and a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 42. The total pore volume of mesopores present in the obtained MFI-type zeolite is 0.05 ml / g, and the half width of the peak of uniform mesopores in the pore distribution curve is 0.3 nm and μ = 4 nm. there were. Moreover, the pore volume of the uniform mesopores was 0.01 ml / g, and the ratio of the pore volume of the uniform mesopores to the total pore volume of the mesopores was 26%. Table 49 shows the physical properties of the obtained MFI-type zeolite.
得られたMFI型ゼオライトを触媒として、1−ヘキセン50mol%と2−ヘキセン50mol%の混合物を原料とし、上記した条件にて転化反応を行った。 Using the obtained MFI-type zeolite as a catalyst, a conversion reaction was carried out under the above-described conditions using a mixture of 1-hexene 50 mol% and 2-hexene 50 mol% as a raw material.
各工程におけるガスの流通時間を表50に示す。 Table 50 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表59に示す。原料ガス流通時間4295分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言い難いものであった。 Table 59 shows the raw material gas distribution time, the conversion rate, and the yield of each product. Up to a raw material gas circulation time of 4295 minutes, the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield were repeatedly increased and decreased within a certain range, and it was difficult to say stable production.
比較例24
比較例23により得られたMFI型ゼオライトを触媒とし、1−ヘキセン50mol%と3−ヘキセン50mol%の混合物を原料とし、上記した条件にて転化反応を行った。
Comparative Example 24
Using the MFI zeolite obtained in Comparative Example 23 as a catalyst, a conversion reaction was performed under the above-described conditions using a mixture of 1-hexene 50 mol% and 3-hexene 50 mol% as a raw material.
各工程におけるガスの流通時間を表50に示す。 Table 50 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表60に示す。原料ガス流通時間4195分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言い難いものであった。 Table 60 shows the raw material gas circulation time, the conversion rate, and the yield of each product. Up to a raw material gas circulation time of 4195 minutes, the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield repeatedly increased and decreased within a certain range, and it was difficult to say stable production.
比較例25
比較例23により得られたMFI型ゼオライトを触媒とし、1−ヘキセン50mol%とn−ヘキサン50mol%の混合物を原料とし、上記した条件にて転化反応を行った。
Comparative Example 25
Using the MFI zeolite obtained in Comparative Example 23 as a catalyst, a mixture of 50 mol% 1-hexene and 50 mol% n-hexane was used as a raw material, and a conversion reaction was performed under the above-described conditions.
各工程におけるガスの流通時間を表50に示す。 Table 50 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表61に示す。原料ガス流通時間7295分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言いにくいものであった。 Table 61 shows the raw material gas flow time, the conversion rate, and the yield of each product. Up to a raw material gas circulation time of 7295 minutes, the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield were repeatedly increased and decreased within a certain range, and it was difficult to say stable production.
比較例26
比較例23により得られたMFI型ゼオライトを触媒とし、n−ヘキサン50mol%とシクロヘキサン50mol%を原料とし、上記した条件にて転化反応を行った。
Comparative Example 26
Using the MFI-type zeolite obtained in Comparative Example 23 as a catalyst, n-hexane 50 mol% and cyclohexane 50 mol% were used as raw materials, and a conversion reaction was performed under the above-described conditions.
各工程におけるガスの流通時間を表50に示す。 Table 50 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表62に示す。原料ガス流通時間8895分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言いにくいものであった。 Table 62 shows the raw material gas circulation time, the conversion rate, and the yield of each product. Up to a raw material gas circulation time of 8895 minutes, the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield were repeatedly increased and decreased within a certain range, and it was difficult to say stable production.
比較例27
TPA水酸化物と水酸化ナトリウムの水溶液に水酸化アルミニウムを溶解させた。得られた水溶液にテトラエトキシシランを添加して懸濁させた。得られた懸濁液にMFI型ゼオライトを種晶として加え原料組成物とした。副生したエタノールは蒸発させて除いた。
Comparative Example 27
Aluminum hydroxide was dissolved in an aqueous solution of TPA hydroxide and sodium hydroxide. Tetraethoxysilane was added to the obtained aqueous solution and suspended. MFI-type zeolite was added as seed crystals to the resulting suspension to obtain a raw material composition. By-product ethanol was removed by evaporation.
該原料組成物において、組成は以下のとおりである。 In the raw material composition, the composition is as follows.
SiO2/Al2O3モル比=59、TPA/Siモル比=0.20、Na/Siモル比=0.06、OH/Siモル比=0.26、H2O/Siモル比=10
該原料組成物を実施例21と同様に反応、処理してMFI型ゼオライトを得た。
SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio = 59, TPA / Si molar ratio = 0.20, Na / Si molar ratio = 0.06, OH / Si molar ratio = 0.26, H 2 O / Si molar ratio = 10
The raw material composition was reacted and treated in the same manner as in Example 21 to obtain an MFI type zeolite.
得られたMFI型ゼオライトは、平均粒子径42nm、SiO2/Al2O3モル比は49であった。得られたMFI型ゼオライト中に存在するメソ細孔の全細孔容積は0.20ml/gであり、細孔分布曲線における均一メソ細孔のピークの半値幅は3nm、μ=6nmであった。また、均一メソ細孔の細孔容積は0.04ml/gであり、メソ細孔の全細孔容積に占める均一メソ細孔の細孔容積の割合は23%であった。得られたMFI型ゼオライトの物性を表49に示す。 The obtained MFI-type zeolite had an average particle diameter of 42 nm and a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 49. The total pore volume of mesopores present in the obtained MFI-type zeolite was 0.20 ml / g, and the half-width of the peak of uniform mesopores in the pore distribution curve was 3 nm and μ = 6 nm. . Further, the pore volume of the uniform mesopores was 0.04 ml / g, and the ratio of the pore volume of the uniform mesopores to the total pore volume of the mesopores was 23%. Table 49 shows the physical properties of the obtained MFI-type zeolite.
得られたMFI型ゼオライトを触媒とし、1−ヘキセン50mol%と2−ヘキセン50mol%の混合物を原料とし、上記した条件にて転化反応を行った。 The obtained MFI-type zeolite was used as a catalyst, and a conversion reaction was performed under the above-described conditions using a mixture of 1-hexene 50 mol% and 2-hexene 50 mol% as a raw material.
各工程におけるガスの流通時間を表50に示す。 Table 50 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表63に示す。原料ガス流通時間4295分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言いにくいものであった。 Table 63 shows the raw material gas circulation time, the conversion rate, and the yield of each product. Up to a raw material gas circulation time of 4295 minutes, the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield were repeatedly increased and decreased within a certain range, and it was difficult to say stable production.
比較例28
比較例27により得られたMFI型ゼオライトを触媒とし、1−ヘキセン50mol%と3−ヘキセン50mol%の混合物を原料とし、上記した条件にて転化反応を行った。
Comparative Example 28
Using the MFI-type zeolite obtained in Comparative Example 27 as a catalyst, a mixture of 1-hexene 50 mol% and 3-hexene 50 mol% was used as a raw material, and a conversion reaction was performed under the above-described conditions.
各工程におけるガスの流通時間を表50に示す。 Table 50 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表64に示す。原料ガス流通時間4195分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言いにくいものであった。 Table 64 shows the raw material gas circulation time, the conversion rate, and the yield of each product. Up to a raw material gas circulation time of 4195 minutes, the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield were repeatedly increased and decreased within a certain range, and it was difficult to say stable production.
比較例29
比較例27により得られたMFI型ゼオライトを触媒とし、1−ヘキセン50mol%とn−ヘキサン50mol%の混合物を原料とし、上記した条件にて転化反応を行った。
Comparative Example 29
Using the MFI-type zeolite obtained in Comparative Example 27 as a catalyst, a conversion reaction was performed under the above-described conditions using a mixture of 1-hexene 50 mol% and n-hexane 50 mol% as a raw material.
各工程におけるガスの流通時間を表50に示す。 Table 50 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表65に示す。原料ガス流通時間7295分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言いにくいものであった。 Table 65 shows the raw material gas flow time, the conversion rate, and the yield of each product. Up to a raw material gas circulation time of 7295 minutes, the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield were repeatedly increased and decreased within a certain range, and it was difficult to say stable production.
比較例30
比較例27により得られたMFI型ゼオライトを触媒とし、n−ヘキサン50mol%とシクロヘキサン50mol%を原料とし、上記した条件にて転化反応を行った。
Comparative Example 30
Using the MFI-type zeolite obtained in Comparative Example 27 as a catalyst, n-hexane 50 mol% and cyclohexane 50 mol% were used as raw materials, and a conversion reaction was performed under the above-described conditions.
各工程におけるガスの流通時間を表50に示す。 Table 50 shows the gas circulation time in each step.
原料ガス流通時間、転化率、および、各生成物収率を表66に示す。原料ガス流通時間8895分まで、転化率、ベンゼン収率、トルエン収率、キシレン収率は一定の値の範囲で増減を繰り返し、安定した製造とは言いにくいものであった。 Table 66 shows the raw material gas flow time, the conversion rate, and the yield of each product. Up to a raw material gas circulation time of 8895 minutes, the conversion rate, benzene yield, toluene yield, and xylene yield were repeatedly increased and decreased within a certain range, and it was difficult to say stable production.
本発明の芳香族化合物製造用触媒は、メソ細孔を特徴としたMFI型ゼオライトを含むことにより、例えば低級オレフィン、飽和脂肪族炭化水素、脂環族炭化水素等の炭化水素原料から芳香族化合物を製造する際に、特異的な長い触媒寿命を発現し、生産性に優れると共に安定した製造方法とすることが可能となり、工業的にも非常に有用なものである。 The catalyst for producing an aromatic compound of the present invention contains an MFI type zeolite characterized by mesopores, so that the aromatic compound can be produced from hydrocarbon raw materials such as lower olefins, saturated aliphatic hydrocarbons and alicyclic hydrocarbons. Is produced, it is possible to obtain a specific long catalyst life, to be excellent in productivity and to be a stable production method, and is very useful industrially.
Claims (13)
(i)メソ細孔分布曲線がピークを有するものであり、該ピークの半値幅(hw)がhw≦20nm、該ピークの中心値(μ)が10nm≦μ≦20nmであり、該ピークに相当するメソ細孔のメソ細孔容積(pv)が0.05ml/g≦pvであるメソ細孔群を有する。
(ii)回折角を2θとした粉末X線回折測定において0.1〜3度の範囲にピークを有さない。
(iii)平均粒子径(PD)がPD≦100nmである。 An aromatic compound production catalyst comprising an MFI-type zeolite that satisfies the following properties (i) to (iii):
(I) The mesopore distribution curve has a peak, the half width (hw) of the peak is hw ≦ 20 nm, and the central value (μ) of the peak is 10 nm ≦ μ ≦ 20 nm, which corresponds to the peak The mesopore volume (pv) of the mesopores is 0.05 ml / g ≦ pv.
(Ii) No powder has a peak in the range of 0.1 to 3 degrees in powder X-ray diffraction measurement with a diffraction angle of 2θ.
(Iii) The average particle size (PD) is PD ≦ 100 nm.
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